Giáo án môn Vật lý Lớp 8 - Bài 23: Phương trình cân bằng nhiệt - Năm học 2021-2022 - Trường PT DTNT THCS An Biên

Trường PT DTNT THCS An Biên
Tổ tự nhiên 
Họ và tên giáo viên: Dương Tôn Khoái
Bài 23: PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT 
Môn học: KHTN - Lớp: 8
Thời gian thực hiện: 5 tiết(39, 40, 41,42,43)
I. MỤC TIÊU
1.Kiến thức:
- Nêu được nhiệt lượng một vật thu vào phụ thuộc vào các yếu tố nào?.
- Nêu được ý nghĩa của nhiệt dung riêng. Viết được công thức tính nhiệt lượng và phương trình cân bằng nhiệt trong một số trường hợp đơn giản.
2. Năng lực
2.1 Năng lực chung: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực tính toán.
2.2 Năng lực KHTN:
- Vận dụng phương trình cân bằng nhiệt để giải thích được một số hiện tượng về truyền nhiệt trong thực tiễn đời sống.
- Trình bày được kiến thức về các đại lượng, hiện tượng, định luật, nguyên lý vật lý ; Tính toán các công thức làm cơ sở cho các phép đo.
II. CHUẨN BỊ.
1. GV: Máy tính, video mô hình các hạt phấn hoa, 
2. HS: : Ôn kiến thức có liên quan
	II. HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
Tiết 39
Hoạt động của giáo viên và học sinh 
Nội dung
Hoạt động khởi động
- HS đọc thông tin phân đầu bài và cho biết Nhiệt lượng mà nước nhận được nóng lên phụ thuộc vào những yếu tố nào ? Hãy đưa ra phương án thí nghiệm.
- HS đưa ra phương án thí nghiệm
2. Có cách nào không dùng đèn cồn cũng làm cho nước nóng lên được? Mô tả cách làm ?. Tại sao làm được như vậy?
3. Trả lời câu 3 SHD
1. Phụ thuộc vào ba yếu tố:
+ Khối lượng của vật
+ Độ tăng nhiệt độ
+ Chất cấu tạo lên vật
- 2 cách: Truyền nhiệt và bức xạ nhiệt
2. Phơi cốc nước ngoài trời nắng nóng. Nhiệt độ ngoài trời làm cốc nước nóng lên....( HS đưa ra các phương án khác)
3. Nhiệt độ cuối cùng của 2 cốc bằng nhau vì cốc nước ở nhiệt độ cao truyền nhiệt, cốc nước ở nhiệt độ thấp nhận nhiệt.
Hoạt động hình thành kiến thức
- Nêu dụng cụ thí nghiệm
- Tiến hành và trả lời câu hỏi .
- Yêu cầu HS thảo luận theo nhóm
2. Thảo luận hoàn thành các kết luận:
a) Nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên phụ thuộc yếu tố nào?
Điền từ vào chỗ trống để hoàn thành các kết luận.
- Hoạt động nhóm thảo luận trả lời câu hỏi.
1. Thí nghiệm
a) 2 cốc đều chứa nước có khối lượng khác nhau:
- Cốc có khối lượng lớn đun lâu hơn, và nhận nhiệt nhiều hơn.
b) 2 cốc đều chứa nước có khối lượng như nhau:
 - Cốc có thời gian đun lâu hơn tăng nhiệt độ nhiều hơn, và nhận nhiệt lượng nhiều hơn.
c) 1 cốc chứa nước, 1 cốc chứa rượu:
Côc chứa nước đun lâu hơn và nhận nhiệt lượng nhiều hơn.
2. Thảo luận hoàn thành các kết luận:
a) Nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên phụ thuộc yếu tố nào?
+ Khối lượng của vật
+ Độ tăng nhiệt độ
+ Chất cấu tạo lên vật
b) Nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên:
- Càng lớn khi khối lượng của vật càng lớn.
- Càng lớn thì độ tăng nhiệt độ tăng hiệt độ của vật càng lớn.
- Phụ thuộc vào chất cấu tạo nên vật.
3. Đọc thông tin trả lời câu hỏi:
- Thông tin: 
Q = m . c .D t
Trong đó :
Q : là nhiệt lượng(J)
m : là khối lượng(m)
C: là nhiệt dung riêng(J/kg)
D t : Độ tăng nhiệt độ (0C)
- Nhiệt dung riêng của nước 4200J/kg. K có nghĩa là muốn làm cho 1 kg nước nóng thêm 10C cần truyền cho nước 1 nhiệt lượng 4200J
4. Nguyên lý truyền nhiệt:
a) Vật tự truyền nhiệt từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.
b) Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi 2 vật bằng nhau thì ngừng lại.
c) Nhiệt lượng do vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào.
5. Phương trình
Qtoả ra = Qthu vào
- Nhiệt lượng toả ra được tính bằng c/thức: Q = m c (t1 – t2)
- Nhiệt lượng thu vào được tính bằng c/thức: Q = m c (t2 – t1).
Hoạt động luyện tập
-GV yêu cầu HS xem bảng 23.1 cho biết nhiệt dung riêng của 1 số chất cụ thể trong bảng.
? Con số đó cho ta biết điều gì ?
Cho biết
 m = 5kg 
 D t =400C - 250C = 150C 
 c=380 J/kg.K 
 Q = ?.
1.
- HS trả lời câu hỏi
- Nhiệt dung riêng của 1 chất cho biết nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1 kg chất đó tăng thêm 10C
2. Bài giải
Nhiệt lượng cần truyền cho 5 kg đồng để nhiệt độ năng từ 250C à400C là :
 Q = m .c .D t
 = 5kg .380J /k.150C 
 = 28.500 J 
Tiết 40, 41
Hoạt động luyện tập
3. Cho biết
m1=0,5 kg 
V=2 l = 2 kg
t2-t1= D t =1000C - 20C= 80 0C 
 c1=880 J/kg.K
 GV hướng dẫn theo các bước.
+ Đổi đơn vị hợp pháp các giá trị đã cho trong bài
+ Viết công thức bằng chữ : 
Q = C.m (t2 - t1 )
+ Thay số và tính kết quả.
- Tóm tắt đề bài và cách ghi số liệu.
m1 = 0,15 kg
C1 = 880J/kg.K
t1 = 1000C
t = 250C
C2 = 200C
t = 250C
m2 =  ?
- Cách viết đơn vị giữa hai vế của phương trình. Tính bằng công thức:
Q1 = m 1. c1 . (t1 – t) 
- Tính bằng công thức: Q2 = m2c2 . (t- t1) 
- Q toả ra = Q thu vào. Suy ra m2 = ....
3. Bài giải
Nhiệt lượng cần đun 0,5 kg ấm để ấm tăng nhiệt độ từ 200Cà1000C 
 Q1=m1.c1.Dt = 0,5.880. 800C = 35.200 J 
Nhiệt lượng cần đun 2 kg nước để nước tăng nhiệt độ từ 200Cà100 0C :
Q2 = m2 . c2 .D t 
= 2. 4200 .80 = 672.000 J
Nhiệt lượng tổng cộng là : Q= Q1 + Q2
= 35.200 J + 672.000 J = 707.200 J 
4. Nhiệt lượng quả cầu nhôm toả ra khi hạ nhiệt độ từ 1000C xuống 250C là:
Q1 = m 1. c1 . (t1 – t) 
 = 0,15 . 880 . ( 100 – 25) = 9900 ( J)
Nhiệt lượng nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ 200C lên 250C là :Q2 = m2c2 . (t- t1) Nhiệt lượng toả ra bằng nhiệt lượng thu vào : Q2 = Q1 = m2c2 . (t2- t1) = 9900 J
m2 = 
m2 = 0,47 kg.
Bài tập: Một học sinh thả 300g chì ở 1000C vào 250g nước ở 58,50C làm cho nước nóng lên tới 600C 
a) Hỏi nhiệt độ của chì ngay khi có cân bằng nhiệt.
b) Tihs nhiệt lượng nước thu vào?
c) Tính nhiệt dung riêng của chì.
d) So sánh nhiệt dung riêng của chì tính được với nhiệt dung riêng của chì trong bảng.
TT: mc=300g=0,3kg; t1=1000C;cn=4190J/kg.K mn=250g=0,25kg; t2=58,50C; t3=600C
Hỏi: a) tc khi có cân bằng 
b) Qn=? c) Qc= ? 
d) SS cctính được với bảng? GT
Giải:
a)Theo nội dung thứ 2 của nguyên lý truyền nhiệt. Nhiệt độ cuối cùng của nước cũng là nhiệt độ của chì khi có cân bằng nhiệt. Nên nhiệt độ cuối của chì là tc=600C
b) Nhiệt lượng nước thu vào là:
Qn= cn. mn. Dt = 0,25.4190(60-58,5) 
= 1571,25(J) 
c) Theo PTCBN: Qtoả ra=Qthu vào=> 
Qn= Qc= 1571,25J
Q = c. m. Dt => c = Qc: (mc. Dt)
c = 1571,25/0,3(1000- 600)=130,93J/kg.K
d) Chỉ gần bằng vì đã bỏ qua nhiệt lượng truyền cho môi trường xung quanh.
	Tiết 42
Hoạt động vận dụng
GV đề nghị HS nghiên cứu sgk và mô tả TN: 
A
K
0C
1. Nguồn điện ko đổi 12V-2A
2. Ampe kế có giới hạn đo 2A và độ chia nhỏ nhất 0,1A.
3. Biến trở loại 20 ôm – 2A
4. Nhiệt lượng kế 250ml, dây đốt có điện trở 6 ôm bằng nicrom, que khuấy, nhiệt kế có phạm vi đo từ 150C tới 1000C và độ chia nhỏ nhất 10C
5. 170ml nước sạch (nước tinh khiết)
6. Đồng hồ bấm giây để đo thời gian có giới hạn đo 20 phút và độ chia nhỏ nhất 1 giây.
7. Năm đoạn dây nối mỗi đoạn 40 cm 
Gv cho hs quan sát TN ảo
Trình chiếu TN cho HS quan sát
1. Mô tả cấu tạo của bình nhiệt lượng kế
(Hình vẽ - SHD)
2. Tìm hiểu cách đo nhiệt lượng bằng nhiệt lượng kế:
1. Đổ nước vào cốc đun, sao cho khi đậy nắp cốc thì toàn bộ dây đốt ngập hoàn toàn trong nước.
2. Lắp nhiệt kế qua nắp ở lỗ ở nắp cốc đun, điều chỉnh bầu nhiệt kế ngập trong nước và không chạm vào dây đốt cũng nh không chạm vào đáy cốc.
3. Đặt nhẹ nhàng cốc đun vào trong vỏ ngoài các điện của nhiệt lượng kế, kiểm tra để bảo đảm vị trí đúng của nhiệt kế. 
4. Mắc dây đốt vào mạch điện như sơ đồ hình 23.3 SGK. 
5. Đóng công tắc điều chỉnh biến trở để ampe kế chỉ I1=0,6A. Dùng que khuấy 
nước nhẹ nhàng trong khoảng 1 phút. Sau đó bấm đồng hồ đo thời gian thì ngay khi đó đọc và ghi nhiệt độ ban đầu t01 vào bảng 1. Trong khi đun thường xuyên khuấy để nước có nhiệt độ đồng đều. Đun nước trong 7 phút, ngay cuối thời gian này đọc và ghi nhiệt độ t02 của nước vào bảng 1
6. Trong lần TN thứ hai, để nước trong cốc đun trở lại nhiệt độ t01 ban như lần TN thứ nhất. Điều chỉnh biến trở để ampe kế có chỉ số I2=1,2A. Làm tương tự như trên, đo và ghi nhiệt độ ban đầu t01 , nhiệt độ cuối t02 của nước cùng với thời gian đun là 7 phút.
7. Trong lần TN thứ ba, lại để nước trong cốc đun trở lại nhiệt độ t01 ban đầu như lần TN thứ nhất. Điều chỉnh biến trở để ampe kế có số chỉ I3=1,8A. Làm tương tự như trên để xác định các nhiệt độ đầu t01 và cuối t02 của nước cùng trong thời gian đun là 7 phút.
3. Đo nhiệt lượng bằng calo: Q = 0,24I2Rt
 1Calo = 0,24J
4. Xây dựng phương án thí nghiệm để xác định nhiệt rung riêng của kim loại:
	Tiết 43
Hoạt động tìm tòi mở rộng
	1. Tìm hiểu nhiệt độ của của cơ thể người liên quan đến sự trao đổi nhiệt với môi trường: 
	Trong số hơn 6 tỷ người trên trái đất, dù khác nhau về chiều cao, cân nặng, độ tuổi, giới tính và môi trường sống, nhưng tất cả đều có chung một đặc điểm là nhiệt độ cơ thể luôn ở mức khoảng 37oC. Cũng như các loài động vật có vú khác, trong cơ thể con người có một hệ thống tự điều hoà nhiệt độ. Hệ thống này có khả năng nhạy cảm và thích ứng với sự biến đổi của môi trường tự nhiên. Bình thường, nhiệt độ cơ thể không thay đổi theo sự thay đổi của môi trường, bởi vì “máy điều hòa” - thông qua trung khu điều tiết nhiệt độ nằm ở não bộ - có thể tự chủ và thi hành nhanh chóng hai chức năng là sản nhiệt và tỏa nhiệt Khi cơ thể phải đối chọi với những ngày hè nắng như thiêu, sự thay đổi rất nhẹ về nhiệt độ huyết dịch sẽ gây thư giãn cho mạch máu dưới da, xúc tiến cho da tỏa nhiệt trực tiếp ra bên ngoài. Ngược lại, vào những ngày mùa đông lạnh giá, kích thích lạnh sẽ tác động vào trung khu điều tiết nhiệt độ, khiến cho mạch máu dưới da co lại, giảm thiểu sự tỏa nhiệt của da, đồng thời làm tăng độ căng cơ sườn, nâng cao độ trao đổi chất, xuất hiện “run cầm cập”, cơ thể tăng cường sản sinh nhiệt lượng. Với cơ chế điều tiết như vậy, nhiệt độ cơ thể của con người luôn được giữ ở mức cố định khoảng 37 độ C. Tuy nhiên khi “máy điều hòa” gặp trục trặc hay hỏng hóc, thân nhiệt có thể bị lên cao hoặc xuống thấp hơn mức này, lập tức có những dấu hiệu bất thường như hoa mắt, chóng mặt, sốt... Khi nhiệt độ cơ thể tụt xuống dưới 31 độ C hoặc lên cao quá 42 độ C thì nguy cơ tử vong là rất cao. 
	2. Tìm hiểu tổng công suất của các nhà máy điện ở Việt Nam
- Tổng công suất thủy điện của Việt Nam trên lý thuyết vào khoảng 35.000MW, trong đó 60% tập trung tại miền Bắc, 27% phân bố ở miền Trung và 13% thuộc khu vực miền Nam. Đến năm 2013, tổng số dự án thủy điện đã đưa vào vận hành là 268, với tổng công suất 14.240,5 MW. Năm 2014, thủy điện chiếm khoảng 32% trong tổng sản xuất điện. Cho đến nay các dự án thủy điện lớn có công suất trên 100MW hầu như đã được khai thác hết.
- Các nhà máy đang vận hành: Hòa Bình, Thác Bà, Yali, Đa Nhim.
	3. Tìm hiểu nhiệt lượng mà trái đất nhận được ảnh hưởng đến sinh vật: 
( Học sinh về nhà viết)
	III. HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ:
	- Ôn tập kiến thức bài 22 - 23 để kiểm tra giữa kì II 
IV. NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ:
Kí duyệt
Giáo viên biên soạn
 Dương Tôn Khoái