Sáng kiến kinh nghiệm Vận dụng kiến thức bài học công thức tính nhiệt lượng và phương trình cân bằng nhiệt để giải bải tập

MỤC LỤC
Đề mục
Trang
 Tác giả sáng kiến
2
 Lĩnh vực áp dụng
2
 Thực trạng trước khi áp dụng sáng kiến
2 - 3
Mô tả bản chất sáng kiến
3 - 22
Tính mới, tính sáng tạo, tính khoa học
Cơ sở lý thuyết
Một số bài toán ví dụ
Một số bài toán áp dụng
Nhận xét
Hiệu quả
Khả năng và điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến
23 - 24
Thời gian áp dụng sáng kiến
 Kết luận
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BÁO CÁO SÁNG KIẾN
VẬN DỤNG KIẾN THỨC 
BÀI HỌC CÔNG THỨC TÍNH NHIỆT LƯỢNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT ĐỂ GIẢI BẢI TẬP
I – TÁC GIẢ SÁNG KIẾN
Họ và tên: CHU TUẤN KHANG
Chức vụ: TTCM
Đơn vị: Trường THPT Nà Bao
II – LĨNH VỰC ÁP DỤNG
Phương pháp giải bài tập công thức tính nhiệt lượng và phương trình cân bằng nhiệt cho học sinh lớp 8.
Làm tài liệu tham khảo cho học sinh lớp 8 và giáo viên giảng dạy môn Vật Lí bậc THCS.
III – THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN
	Sau 11 năm giảng dạy tại Trường THPT Nà Bao đồng thời qua việc tìm hiểu, trao đổi chuyên môn với các đồng nghiệp thông qua các tiết giảng dạy và bồi dưỡng học sinh (HS) giỏi và phụ đạo HS yếu kém. Tôi nhận thấy đa số HS có ham mê học môn Vật Lí, nhưng khi giải bài tập Vật Lí các em chưa định hướng giải được tốt và chưa biết cách trình bày lời giải khoa học. Đặc biệt khi dạy bài học: Công thức tính nhiệt lượng và bài học: Phương trình cân bằng nhiệt ở mức độ sách giáo khoa, Tôi thấy rất nhiều HS chưa biết suy luận từ công thức Q = mc∆t để tính các đại lượng tương ứng mà đề bài yêu cầu. Ở bài tập tổng hợp do HS chưa hiểu đề bài và kiến thức: Nguyên lí truyền nhiệt cũng như vận dụng linh hoạt công thức Qtỏa ra = Qthu vào nên kết quả học tập của đa số HS chưa cao. Mặt khác do đặc điểm HS của nhà trường chủ yếu các em ở xa trường, là dân tộc thiểu số, chưa có nhiều điều kiện học tập, gia đình chưa quan tâm đúng mức cũng là ảnh hưởng phần nào đến kết quả học tập.
	Mặt khác tôi nhận thấy thực trạng nêu trên còn tồn tại ở những nguyên nhân sau:
HS chưa có phương pháp tổng quan để giải bài toán Vật Lí.
HS chưa hiểu bản chất bài tập và chưa vận dụng được tốt các kiến thức, nguyên lí cũng như các định luật Vật Lí ..
HS chưa có kỹ năng tính toán; khả năng suy luận còn nhiều hạn chế.
Mặt khác thời gian dành cho việc giải bài tập trên lớp của hai bài học trên còn ít.
	Trong những năm ôn thi HSG môn Vật Lí. Đặc biệt trong kỳ thi GVDG cấp tỉnh năm học 2012 – 2013 ở bài kiểm tra năng lực giáo viên về chuyên môn có nội dung bài tập trong bài học nêu trên. 
	Số liệu điều tra trước khi thực hiện SKKN.
	Trước khi thực hiện sáng kiến kinh nghiệm (SKKN) tôi đã tiến hành kiểm tra và khảo sát đối với học sinh lớp 8 của Trường THPT Nà Bao bằng một số bài tập cơ bản ứng với mức độ nội dung kiến thức.
ĐỀ KHẢO SÁT
I – LÝ THUYẾT
Câu 1. Viết công thức tính nhiệt lượng. Giải thích các đại lượng trong công thức?
Câu 2. Viết phương trình cân bằng nhiệt? Từ đó suy ra tính m2?
Câu 3. Nêu nguyên lí truyền nhiệt?
II – BÀI TẬP
Câu 1. Để đun nóng 5 lít nước từ 200C lên 400C, cần bao nhiêu nhiệt lượng?
Câu 2. Người ta cung cấp cho 10 lít nước một nhiệt lượng là 840kJ. Hỏi nước nóng lên thêm bao nhiêu độ?
Câu 3*. Một nhiệt lượng kế chứa 2 lít nước ở nhiệt độ 150C. Hỏi nước nóng lên tới bao nhiêu độ nếu bỏ vào nhiệt lượng kế một quả cân bằng đồng thau khối lượng 500g được nung nóng tới 1000C.
Lấy nhiệt dung riêng của đồng thau là 380J/kg.K, của nước là 4200J/kg.K. Bỏ qua nhiệt lượng truyền cho nhiệt lượng kế và môi trường bên ngoài.
	Kết quả thu được như sau:
Lớp
Sĩ số
Giỏi
Khá
Trung bình
Yếu
Kém
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
8
20
02
10%
10
50%
08
40%
	Xuất phát từ thực trạng nêu trên, tôi mạnh dạn viết báo cáo SKKN: “Vận dụng kiến thức bài học công thức tính nhiệt lượng và phương trình cân bằng nhiệt để giải bài tập”. Với mục đích giúp HS có phương pháp và cách giải các dạng bài tập ở chủ đề này. Đồng thời coi đây là tài liệu tham khảo cho HS, phụ huynh HS và các đồng nghiệp trực tiếp giảng dạy môn Vật Lí 8 – Bậc THCS làm tài liệu ôn luyện và bỗi dưỡng HS giỏi, phụ đạo HS yếu kém.
IV – MÔ TẢ BẢN CHẤT SÁNG KIẾN
Tính mới, tính sáng tạo, tính khoa học
Trong nhiều năm công tác tại đơn vị trường THPT Nà Bao, bắt đầu từ năm học 2003 – 2004. Cá nhân tôi sinh hoạt tại tổ chuyên môn (tổ Toán – Lí); gồm 03 đồng chí giáo viên, chuyên môn đào tạo: Toán học, Vật lí dạy bậc học THCS. Tính đến thời điểm năm học 2013 – 2014, các đồng chí giáo viên trong tổ chưa viết SKKN có tên và lĩnh vực trùng với tôi. Quá trình công tác và tích lũy kiến thức tôi nhận thấy phần “Nhiệt học” có ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực: Khoa học – Kỹ thuật và đời sống. Chính vì lẽ đó tôi ấp ủ suy nghĩ, hướng tới viết SKKN này. Theo ý kiến chủ quan của tôi: SKKN làm nổi bật được các tiêu chí sau:
Tính mới: Bổ sung đầy đủ phần lý thuyết và bài tập dưới dạng cơ bản, nâng cao theo từng cấp độ, để HS có cách nhìn nhận một cách tổng thể.
Tính sáng tạo: Mở rộng phần lý thuyết và có đủ các dạng bài tập mà SGK trong tiết học chính khóa chưa giấy thiệu. Có thêm mục giúp hiểu sâu; nhìn xa hơn, học giải toán để HS cùng suy ngẫm.
Tính khoa học: Trình bày nội dung lôgic, chính xác và hợp lý.
Cơ sở lý thuyết
 Nhiệt lượng một vật thu vào để nóng lên phụ thuộc những yếu tố nào?
Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm được hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt.
Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc vào khối lượng, độ tăng nhiệt độ của vật và nhiệt dung riêng của chất làm nên vật.
 Nhiệt dung riêng
Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần truyền cho 1 kg chất đó để nhiệt độ tăng thêm 1oC (1K).
Kí hiệu: c; Đơn vị: J/kg.K.
 Công thức tính nhiệt lượng
Công thức tính nhiệt lượng thu vào:
Q thu = m.c.∆t hay Q thu = m.c.(t2 – t1)
	Trong đó:
	+ m là khối lượng của vật (kg).
	+ ∆t là độ tăng nhiệt độ của vật (oC).
	+ c là nhiệt dung riêng của chất làm nên vật (J/kg.K hay J/kg.độ).
	+ Q là nhiệt lượng thu vào của vật (J).
	+ t1, t2 là nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối của vật (oC).
 Lưu ý
Khi vật thu nhiệt thì nhiệt độ đầu nhỏ hơn nhiệt độ cuối.
Ngoài J, kJ đơn vị nhiệt lượng còn được tính bằng calo, kcalo.
1 kcalo = 1.000 calo; 1calo ≈ 4,2J.
 Nguyên lý truyền nhiệt
Khi có hai vật truyền nhiệt cho nhau thì:
Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.
Sự truyền nhiệt xảy ra cho đến khi nhiệt độ của hai vật cân bằng nhau thì ngừng lại.
Nhiệt lượng của vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng của vật kia thu vào.
 Phương trình cân bằng nhiệt
Nội dung kiến thức 1.
Phương trình cân bằng nhiệt:
Q tỏa = Q thu
Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra: Q tỏa = m.c.∆t hay Q tỏa = m.c.(t1 – t2)
Công thức tính nhiệt lượng thu vào: Q thu = m.c.∆t hay Q thu = m.c.(t2 – t1)
Lưu ý: Khi vật tỏa nhiệt thì nhiệt độ đầu lớn hơn nhiệt độ cuối.
Nội dung kiến thức 2.
Nếu không có sự trao đổi nhiệt năng (nhiệt) với môi trường thì:
Q thu vào = Q tỏa ra
	Q thu vào : Tổng nhiệt lượng của các vật thu vào (J)
Q tỏa ra : Tổng nhiệt lượng của các vật tỏa ra (J)
+ Sự trao đổi nhiệt của hai vật: m1c1(t1 – t) = m2c2(t – t2) (*)
	m1: khối lượng vật 1 (kg).
	t1: nhiệt độ vật 1 (oC).
	c1: nhiệt dung riêng của chất làm ra vật 1 (J/kg.K).
	m2: khối lượng của vật 2 (kg).
	t2: nhiệt độ của vật 2 (oC).
	c2: nhiệt dung riêng của chất làm ta vật 2 (J/kg.K).
	t: nhiệt độ cân bằng (oC).
Phương trình (*) có thể được viết dưới dạng (với t2 < t < t1)
m1c1(t1 – t) + m2c2(t2 – t) = 0
Áp dụng cho hệ vật gồm nhiều vật trao đổi nhiệt với nhau
m1c1(t1 – t) + m2c2(t2 – t) + m3c3(t3 – t) + . + mncn(tn – t) = 0
Nội dung kiến thức 3.
Phương trình: Qtỏa ra = Qthu vào 
Vật tỏa nhiệt
Vật thu nhiệt
Khối lượng
m1 (kg)
m2 (kg)
t0 ban đầu
t1 (0C)
t2 (0C)
t0 cuối
t (0C)
t (0C)
Nhiệt dung riêng
c1 (J/kg.K)
c2 (J/kg.K)
Ta có: 
hay: 
Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu
Q = q.m
Q: nhiệt lượng nhiên liệu tỏa ra (J).
q: năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (J/kg).
m: khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn (kg).
 Nhiệt nóng chảy
Q = 𝛌.m
Q: nhiệt lượng cần thiết vật thu vào để nóng chảy hoàn toàn m (kg) chất ở nhiệt độ nóng chảy (J).
m: khối lượng vật (kg).
λ: nhiệt nóng chảy của chất làm vật (J/kg).
Khi chuyển từ thể lỏng sang thể rắn (đông đặc) ở nhiệt độ nóng chảy thì cũng tỏa ra một nhiệt lượng như trên.
Nhiệt hóa hơi
Q = L.m
Q: nhiệt lượng cần thiết vật thu vào để hóa hơi hoàn toàn m (kg) chất ở nhiệt độ sôi (J).
m: khối lượng vật (kg).
L: nhiệt hóa hơi của chất làm vật (J/kg).
Khi chuyển từ thể hơi sang thể lỏng (ngưng tụ) ở nhiệt độ sôi thì cũng tỏa ra một nhiệt lượng như trên.
Giúp hiểu sâu
Xem trên bảng nhiệt dung riêng của một số chất, ta thấy nhiệt dung riêng của đất là 800J/(kg.K) và của nước là 4200J/(kg.K). Điều đó có nghĩa là nếu ta có một lượng đất và lượng nước với khối lượng như nhau, và nếu ta muốn chúng nóng thêm lên một số độ như nhau, ta phải cung cấp cho nước một nhiệt lượng gấp 5 lần nhiệt lượng cần cung cấp cho đất. Ngược lại, nếu muốn chúng lạnh đi một số độ như nhau, nước phải mất đi một nhiệt lượng gấp hơn 5 lần nhiệt lượng mà đất mất đi. Có thể nói rằng nước thay đổi nhiệt độ khó hơn đất hơn 5 lần.
Điều đó giải thích được vì sao những miền ở gần biển, gần những hồ lớn, có khí hậu ôn hòa hơn những miền ở xa các khối nước lớn.
Khi trời nắng nóng, đất nóng nhanh hơn nước và nhiệt độ của nó cao hơn nhiệt độ của nước. Vì thế, nó vừa nhận nhiệt lượng do Mặt Trời cung cấp, vừa truyền bớt một phần nhiệt lượng đó cho nước biển, do đó nó lại nguội bớt đi một chút. Khi trời lạnh đi, đất lạnh nhanh hơn nước, nhiệt độ của nó thấp hơn nhiệt độ của nước. Vì thế nó vừa mất bớt nhiệt lượng đi, vừa nhận thêm nhiệt lượng mà nước biển truyền cho nó, do đó đất ấm lên một chút.
Như vậy biển có tác dụng điều hòa khí hậu, làm cho những miền đất ở lân cận nó đỡ nóng và đỡ lạnh hơn những miền đất ở xa biển khi thời tiết thay đổi.
Nguyên lí truyền nhiệt là định lí tổng quát nhất của sự truyền nhiệt. Ta không thể chứng minh được nó, nhưng kinh nghiệm đời sống và kinh nghiệm khoa học cho thấy rằng mọi sự truyền nhiệt đều tuân theo nguyên lí này. Khi ta nói rằng nhiệt chỉ truyền từ vật nóng sang vật lạnh, giống như nước chỉ chảy từ chỗ cao xuống chỗ thấp, thì đó chỉ là một cách so sánh để minh họa, không phải là một sự chứng minh.
Trong phương trình cân bằng nhiệt, Q tỏa ra và Q thu vào đều được tính bằng công thức Q = m.c.∆t, trong đó ∆t = = . Ở đây ∆t là một số học, nghĩa là ta chỉ cần lấy nhiệt độ cao trừ đi nhiệt độ thấp, không cần quan tâm đâu là nhiệt độ đầu, đâu là nhiệt độ cuối.
Phương trình cân bằng nhiệt được xây dựng từ khi thuyết chất nhiệt được mọi người công nhận. Các nhà vật lí cho rằng chất nhiệt không tự sinh ra và không tự nó mất đi, nó chỉ chảy từ vật này sang vật khác, vì vậy nhiệt lượng do vật nóng tỏa ra phải bằng nhiệt lượng do vật lạnh thu vào.
Sau này khi thuyết chất nhiệt đã bị loại bỏ thì phương trình cân bằng nhiệt vẫn được công nhận, vì nó phản ánh đúng quá trình diễn ra trong sự truyền nhiệt. Cơ sở của phương trình cân bằng nhiệt là định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.
Nhìn xa hơn
Cân bằng nhiệt
Nhiệt kế thông thường được chế tạo dựa trên một nguyên lí phát biểu đơn giản rằng: Khi hai vật cùng cân bằng nhiệt với một vật thứ ba thì chúng cân bằng nhiệt với nhau. 
Khi chúng ta đặt thức ăn, ví dụ như thịt, bánh,  vào trong lò nướng thì nhiệt năng của lò nướng được truyền sang thức ăn. Quá trình tiếp tục cho đến khi có sự cân bằng nhiệt giữa thức ăn và không khí bên trong lò nướng. Khi đó, thức ăn và không khí bên trong lò nướng có nhiệt độ bằng nhau.
Học giải toán
Tính nhiệt lượng
Nhiệt lượng một vật thu vào hoặc tỏa ra phụ thuộc khối lượng, độ tăng hoặc giảm nhiệt độ của vật và nhiệt dung riêng của chất làm vật: Q = mc∆t
Phương trình cân bằng nhiệt
Các bước giải bài toán:
+ Bước 1: Tóm tắt, đổi đơn vị. Do có hỗn hợp, nên chúng ta thêm chỉ số vào dưới các đại lượng tương ứng của mỗi vật.
+ Bước 2: Xác định vật thu nhiệt, vật tỏa nhiệt (dựa vào so sánh nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối của hỗn hợp). Viết công thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra của mỗi vật.
+ Bước 3: Viết phương trình cân bằng nhiệt Q thu = Q tỏa. Nhiệt lượng thu vào là nhiệt lượng của vật tăng nhiệt độ.
+ Bước 4: Xác định các đại lượng cần tìm dựa vào kết quả thu được từ bước 3. Viết đáp số và ghi rõ đơn vị.
Một số bài tập ví dụ
Chủ đề: CÔNG THỨC TÍNH NHIỆT LƯỢNG. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT
 A - Dạng 1: Tính nhiệt lượng thu vào, khối lượng, nhiệt độ đầu hay nhiệt độ cuối và nhiệt dung riêng của một vật khi bỏ qua sự hao phí nhiệt
Phương pháp giải
Áp dụng công thức tính nhiệt lượng thu vào: 
Qthu = m.c.∆t hay Qthu = m.c.(t2 – t1).
Khối lượng của vật: hay .
Nhiệt dung riêng: hay .
Độ tăng nhiệt độ: .
Nhiệt độ đầu của vật: .
Nhiệt độ sau của vật: .
Công thức tính khối lượng của vật khi biết thể tích và khối lượng: m = D.V
Bài tập 1
Trong bảng nhiệt dung riêng của một số chất ở sách giáo khoa ta thấy nhiệt dung riêng của chì là 130J/kg.K.
Con số đó có ý nghĩa như thế nào ?
Tính nhiệt lượng thu vào của 5 kg chì để tăng nhiệt độ từ 20oC đến 50oC. Biết nhiệt dung riêng của chì là 130J/kg.K.
Giải
Con số 130J/kg.K có ý nghĩa là cứ 1kg chì muốn tăng thêm 1oC (hay 1K) thì ta cần cung cấp cho nó một nhiệt lượng là 130J.
Nhiệt lượng thu vào của 5kg chì để tăng nhiệt độ từ 20oC đến 50oC là :
Q = m.c.(t2 – t1) = 5.130.(50 – 20) = 19500(J)
Đáp số: b) Q = 19500(J).
Bài tập 2
Cần cung cấp một nhiệt lượng bằng bao nhiêu để đun sôi 2 lít nước từ 30oC. Biết ấm đựng nước làm bằng nhôm có khối lượng 200g, nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là 800J/kg.K và 4200J/kg.K. Khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3. Bỏ qua nhiệt lượng do môi trường ngoài hấp thụ.
Tóm tắt
mnh = 200g = 0,2kg ; Vn = 2lít → mn = 2kg
t1 = 30oC ; t2 = 100oC
cnh = 800J/kg.K ; cn = 4200J/kg.K
Q = ? (J)
Giải
Nhiệt lượng thu vào của ấm nhôm là:
Qâ = mnh.cnh.(t2 – t1) = 0,2.880.(100 – 30) = 12320 (J).
Nhiệt lượng thu vào của 2 lít nước là:
Qn = mn.cn.(t2 – t1) = 2.4200.(100 – 30) = 58800 (J).
Vì bỏ qua nhiệt lượng do môi trường ngoài hấp thụ nên nhiệt lượng thu vào của ấm nước từ 30oC đến khi sôi là:
Q = Qâ + Qn = 12320 + 58800 = 600320 (J).
Đáp số: Q = 600320 (J)
Bài tập 3
Một vật làm bằng thép ở 20oC, sau khi nhận thêm một nhiệt lượng là 184000J thì nhiệt độ của nó lên đến 100oC. Hỏi vật đó có khối lượng là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của thép là 460J/kg.K.
Tóm tắt
t1 = 20oC ; t2 = 100oC
Q = 184000J ; c = 460J/kg.K
m = ? (kg)
Giải
Từ công thức: Q = m.c.(t2 – t1) 
Khối lượng của vật là: (kg)
Đáp số: m = 5 (kg)
Bài tập 4
Một vật có khối lượng 9 kg khi nhận thêm một nhiệt lượng là 1188kJ thì nhiệt độ của nó tăng thêm 150oC. Hỏi vật đó làm bằng chất gì? Cho sử dụng bảng nhiệt dung riêng của một số chất ở sách giáo khoa.
Tóm tắt
m = 9kg ; Q = 1188kJ = 1188000J ; ∆t = 150oC
c = ? (J/kg.K)
Giải
Từ công thức: Q thu = m.c.∆t 
Vậy nhiệt dung riêng: (J/kg.K)
Tra bảng nhiệt dung riêng của một số chất ở SGK ta thấy nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K. Vậy, chất đó làm bằng nhôm.
Đáp số: Chất đó làm bằng nhôm.
Bài tập 5
Sau khi nhận thêm một nhiệt lượng là 2310kJ thì nhiệt độ của một chiếc tượng đồng lên đến 200oC. Hỏi nhiệt độ ban đầu của tượng đồng là bao nhiêu. Biết khối lượng và nhiệt dung riêng của đồng lần lượt là 15kg và 880J/kg.K (Bỏ qua nhiệt lượng do môi trường xung quanh hấp thụ).
Tóm tắt
Q = 2310kJ = 2310000J ; t2 = 200oC
m = 15kg ; c = 880J/kg.K
t1 = ? (oC)
Giải
Ta có: Q = m.c.(t2 – t1), suy ra: 
.
Đáp số: t1 = 25oC.
Bài tập 6
Người ta cung cấp cho 5 lít nước ở 130oC một nhiệt lượng là 1470kJ. Hỏi nước có sôi được không? Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K (Bỏ qua nhiệt lượng do môi trường xung quanh hấp thụ).
Tóm tắt
Vn = 2lít → mn = 2kg ; t1 = 30oC
Q = 1470kJ = 1470000J ; c = 4200J/kg.K
t2 = ? (oC)
Giải
Ta có: Q = m.c.(t2 – t1), suy ra: 
.
 Vậy nước mới bắt đầu sôi, chứ chưa sôi được.
Đáp số: t1 = 100oC.
B – Dạng 2: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho một vật khi không bỏ quả sự hao phí nhiệt
Phương pháp giải
Áp dụng công thức: Q cung cấp = Q vật thu + Q hao phí
Cách tính Q vật thu như ở dạng 1.
Cách tính Q hao phí , tùy theo đề bài, mà ta có thể tính theo những cách khác nhau.
Bài tập 1
Một khối chì hình lập phương, cạnh 20 cm ở nhiệt độ 27oC. Khi nung nóng khối chì đó lên đến nhiệt độ nóng chảy thì lò nung cần cung cấp một nhiệt lượng là bao nhiêu? Biết khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt dung riêng của chì lần lượt là 11300kg/m3, 327oC và 130J/kg.K. Nhiệt lượng hao phí bằng 40% nhiệt lượng do lò cung cấp.
Giải
Thể tích của khối chì: V = 203 = 8000(cm3) = 8.10-3 (m3).
Khối lượng của khối chì: m = V.D = 8.10-3.11300 = 90,4 (kg).
Gọi Q, Qc và Qhp là nhiệt lượng tỏa ra của lò nung, nhiệt lượng thu vào của khối chì và nhiệt lượng hao phí. Ta có:
Nhiệt lượng thu vào của khối chì là:
Qc = m.c.(t2 – t1) = 90,4.130.(327 – 27) = 3525600 (J)
Nhiệt lượng hao phí và nhiệt lượng cung cấp của lò lần lượt là:
Qhp = 0,4Q ; Q = Qc + Qhp = Qc + 0,4Q.
Từ đó, suy ra: 0,6Q = Qc
. 
Đáp số: Q = 5876(kJ).
	Bài tập 2
	Một bếp dầu có hiệu suất là 50%. Hỏi khi nó tỏa ra một nhiệt lượng là 3360 kJ thì đun sôi được bao nhiêu lít nước. Biết nhiệt độ ban đầu của nước là 20oC và nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K
Giải
	Nhiệt lượng thu vào của nước: Qci = H.Qtp = 0,5.3360000 = 1680000(J)
	Ta có: Qci = mn.cn.(t2 – t1), suy ra: 
Đáp số: mn = 5 (kg).
C – Dạng 3: Dựa vào phương trình cân bằng nhiệt để tính các đại lượng có liên quan khi bỏ qua sự hao phí nhiệt
Phương pháp giải
Áp dụng công thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra:
Q th = m.c.∆t hay Q th = m.c.(t1 – t2).
Q t = m.c.∆t hay Q t = m.c.(t2 – t1).
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Q t = Q th.
Nếu chỉ hai vật truyền nhiệt cho nhau thì ta có:
Qt = mt.ct.(t1t – t2) và Qth = mth.cth.(t2 – t1th)
Suy ra: mt.ct.(t1t – t2) = mth.cth.(t2 – t1th). (1)
Tính khối lượng của vật tỏa nhiệt hay thu nhiệt. Ta có:
Tính nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt:
Từ (1) ta có: mt.ct.t1t – mt.ct.t2 = mth.cth.t2 – mth.cth.tth suy ra:
mt.ct.t1t + mth.cth.t1th = (mt.ct + mth.cth).t2 .
Tính nhiệt độ ban đầu của vật tỏa nhiệt hay thu nhiệt:
Từ (1) ta có: .
Suy ra: .
Bài tập 1
Một nhiệt kế có khối lượng 50g, nhiệt dung riêng 138J/kg.K và đang chỉ nhiệt độ 10oC. Đem nhiệt kế này nhúng toàn bộ vào trong 500g nước.
Nếu nhiệt kế chỉ 45oC, thì giá trị thực của nhiệt độ của nước khi nhúng nhiệt kế vào là bao nhiêu? Nêu nhận xét.
(lấy nhiệt dung riêng của nước bằng 4200J/kg.K)
Giải
Nhiệt lượng mà nhiệt kế hấp thụ từ nước tỏa ra:
Q1 = m1.c1.∆t1 = 0,050.138.(45 – 10) = 241,5J.
Phương trình cân bằng nhiệt cho biết nhiệt lượng do nhiệt kế hấp thụ vào cũng bằng nhiệt lượng tỏa ra của nước:
Ta có: Q2 = m2.c2.∆t2 = 241,5J.
Suy ra: 
Hay ∆t2 = t2 – t1 → t2 = t1 + 0,12oC = 45oC + 0,12oC = 45,12oC.
Vậy nhiệt độ thực của nước là 45,12oC.
Nhận xét: Nhiệt độ thực của nước có cao hơn so với nhiệt độ nhiệt kế chỉ, vì khi ta nhúng nhiệt kế vào thì nhiệt kế cũng đã hấp thụ một phần nhiệt lượng và làm nhiệt độ của nước giảm xuống. Đây cũng là một trong những nguyên nhân gây ra sai số trong khi đo.
Đáp số: t2 = 45,12oC.
Bài tập 2
Pha 6 lít nước sôi ở 100oC và 9 lít nước nguội ở 20oC thì ta thu được một hỗn hợp bao nhiêu lít nước và ở nhiệt độ là bao nhiêu? (Bỏ qua sự mất mát nhiệt ra môi trường xung quanh).
Giải
Hỗn hợp nước có thể tích là: V = 6 + 9 = 15 (lít).
Nhiệt độ cuối cùng t2 của hỗn hợp là:
Nhiệt lượng do nước nguội thu: Qth = mnng.cnng.(t2 – t1nng).	(1)
Nhiệt lượng do nước nóng tỏa ra: Qt = mnn.cnn.(t1nn – t2).	(2)
Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: Qt = Qth.	(3)
Từ (1), (2) và (3) ta có: mnng.(t2 – t1nng) = mnn.(t1nn – t2).
Suy ra: (mnn + mnng).t2 = mnng.t1nng + mnn.t1nn. Từ đó, tính được:
Đáp số: t2 = 25oC.
Bài tập 3
Thả một thỏi nhôm có khối lượng 0,44kg vào trong 1 lít nước ở 80oC thì nhiệt độ cuối cùng của nước sau khi cân bằng nhiệt là 75oC. Hỏi nhiệt độ ban đầu của thỏi nhôm là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là 4200J/kg.K và 880J/