Nhiệt lượng là đại lượng vật lý thân thuộc. Liệu bạn đã nắm rõ nhiệt lượng là gì chưa? Đặc điểm, công thức và đơn vị đo nhiệt lượng ra sao? Hãy cùng HCTECH tìm hiểu thông tin đầy đủ về nhiệt lượng qua nội dung bài viết sau.
1. Nhiệt lượng là gì?
Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm (được cộng vào) được hay hao hụt (mất đi) trong quá trình truyền nhiệt. Nhiệt lượng còn gọi là nhiệt năng.
Nhiệt lượng của một phận thu vào để làm nóng lên phụ thuộc vào 3 yếu tố:
- Khối lượng: Vật có khối lượng càng lớn thì nhiệt lượng thu vào càng lớn.
- Độ tăng nhiệt độ: Vật tăng nhiệt độ càng nhiều (độ tăng nhiệt càng lớn) thì nhiệt lượng mà vật thu vào càng lớn.
- Chất cấu trúc nên vật.
Khái niệm nhiệt lượng (nhiệt năng) là gì?
2. Đơn vị nhiệt lượng là gì?
Nhiệt lượng có đơn vị đo là Jun. Ký hiệu J
Đơn vị Kilojun (kJ): 1kJ = 1000 J.
Ngoài Jun và Kilojun, đơn vị của nhiệt lượng còn được tính bằng calo và kcalo (kcal):
1 kcal = 1000 calo;
1 calo = 4,2 J.
>> Có thể bạn quan tâm: Đổi độ f sang độ c
3. Công thức tính nhiệt lượng
Nhiệt lượng của một vật được tính toán theo công thức sau:
quận = m.c.∆t
Trong số đó:
quận: là nhiệt lượng mà vật thu vào hoặc toả ra (Đơn vị Jun- J)
m: là khối lượng của vật (đơn vị đo là kilogam – kg)
c: là nhiệt dung riêng của chất (đơn vị đo J/kg.K)
∆t: là độ biến thiên nhiệt độ (Độ thay đổi nhiệt độ)- (Đơn vị: độ C hoặc K)
Tính toán: ∆t = t2 – t1
∆t > 0 : vật toả nhiệt
∆t < 0 : vật thu nhiệt
Công thức tính nhiệt lượng của vật thu/tỏa
Nhiệt dung riêng
* c- Nhiệt dung riêng của một chất có thể đã cho chúng ta thấy nhiệt lượng cấp thiết để sở hữu thể làm cho 1kg chất đó tăng thêm một độ C.
Từ công thức trên, bạn cũng xuất hiện thể tính được nhiệt dung riêng của một chất bằng phương pháp:
c = quận/ (m.∆t)
Ở chỗ này là nhiệt dung riêng của một số chất thường gặp:
ChấtNhiệt dung riêng (J/kg.K)Nước4200Rượu2500Nước đá1800Nhôm880Đất800Thép460Đồng380Chì130
Ví dụ ứng dụng: Khi tăng nhiệt độ của thanh thép có khối lượng 1kg, từ 30 đến 50 độ C; nhiệt lượng tỏa ra của thanh thép là:
quận = m.c.∆t = 1.460.(50-30) = 9200 J
>> Xem thêm: Hiện tượng kỳ lạ cảm ứng điện từ là gì?
4. Cân bằng nhiệt
Cân bằng nhiệt là trạng thái 2 cân bằng nhiệt độ sau lúc trao đổi nhiệt. Cụ thể, khi hai vật trao đổi nhiệt với nhau thì nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ lơn hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau. Người ta gọi hai vật cân bằng nhiệt với nhau.
Phương trình cân bằng nhiệt: Trong sự trao đổi nhiệt, nhiệt lượng vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng vật kia thu vào.
Qtỏa ra = Qthu vào
Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu
Khi đốt cháy nhiên liệu sẽ sở hữu được nhiệt lượng tỏa ra. Công thức tính như sau:
quận = q.m
Trong số đó:
quận: Nhiệt lượng tỏa ra của vật (J).
q: Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (J/kg)
m: Khối lượng của nhiên liệu khi bị đốt cháy hoàn toàn được tính bằng kg.
Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu
5. Những đặc điểm nổi trội của nhiệt lượng
Để nắm rõ hơn nhiệt lượng là gì đơn vị của nhiệt lượng; bạn tham khảo thêm đặc điểm nổi trội của đại lượng này nhé!
Nhiệt lượng vật cần thu vào để làm nóng phụ thuộc hoàn toàn vào: Khối lượng của vật; Độ tăng của nhiệt độ và Nhiệt dung riêng của chất liệu của vật.
Cụ thể:
- Tỷ lệ thuận với khối lượng vật: Khối lượng vật càng lớn thì nhiệt lượng thu vào càng lớn.
- Tỷ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ: Nhiệt độ tăng càng cao cao thì nhiệt lượng vật thu vào càng lớn.
- Nhiệt dung riêng: Chất có nhiệt dung riêng lớn thì nhiệt độ hấp thụ càng cao.
Đặc trưng của nhiệt lượng
6. Một số bài tập vận dụng về nhiệt lượng
Ở chỗ này là một số bài tập vận dụng nhiệt lượng dành cho những bạn học trò.
Bài 1
Trong một gia đình có một bếp từ. Khi bếp hoạt động thông thường có điện trở R = 50Ω và cường độ dòng điện chạy qua bếp khi đó là I = 2A.
a, Nhiệt lượng bếp tỏa ra trong một giây bằng bao nhiêu?
b, Biết mỗi ngày gia đình sử dụng bếp từ 4 giờ mỗi ngày. Tính tiền điện phải chi trả trong 30 ngày. Biết giá điện là 1000đồng/kWh
Lời giải:
a) Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong một giây:
quận = I2.R.t = 22.50.1 = 200J
b) Lượng điện năng mà bếp từ tiêu thụ trong 30 ngày là:
A = P..t = 200.30.4 = 24000 W.h = 24 kW.h
Vậy số tiền điện mà gia đình phải trả trong 30 ngày là:
T = 24.1000 = 24000 đồng
Bài 2
Dùng bếp từ để hâm sôi 2L nước có nhiệt độ ban sơ là 25 độ C thì sẽ mất 25 phút để hâm sôi nước. Bếp từ sử dụng có thông số như sau: R = 80Ω; I = 2,5A.
Biết nhiệt lượng cung cấp để hâm sôi nước là có ích, hãy tính hiệu suất của nhà bếp. Nhiệt dung riêng của nước là C = 4200J/kg.K.
Lời giải:
Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong một giây là:
quận = I2.R.t = 2,52.80.1 = 500J
Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 25 phút là
Qtp = quận.25.60 = 500.25.60 = 750000
Nhiệt lượng cần để hâm sôi 2L nước:
Qi = m.c.∆t = m.c.(t2 – t1) = 4200.2.(100 – 25) = 630000
Hiệu suất của nhà bếp:
H = Qi/Qtp = 630000/750000 = 84%.
Bài 3
Một bình nước siêu tốc có ghi 220V – 1500W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để hâm sôi 2l nước từ nhiệt độ ban sơ 25 độ C. Hiệu suất hâm sôi của ấm là 90%, trong đó nhiệt lượng cung cấp để hâm sôi nước được xem là có ích. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K, hãy tính:
a) Nhiệt lượng cần cung cấp để hâm sôi lượng nước trên
b) Tính nhiệt lượng mà ấm điện đã tỏa ra khi đó.
c) Thời kì cấp thiết để hâm sôi lượng nước trên là bao lâu?
Lời giải:
a) Nhiệt lượng cần cung cấp để hâm sôi 2L trên là:
Qi = m.c.∆t = m.c.(t2 – t1) = 4200.2.(100-25) = 630000J
b) Nhiệt lượng mà ấm đã tỏa ra khi đó là:
H = Qi/Qtp => Qtp = Qi/H = 630000/ (90/100) = 700000J
c) Thời kì cấp thiết để hâm sôi lượng nước trên:
Qtp = A = P..t => t = Qtp/P. = 700000/1000 = 700s
Bài 4
Đặt một chiếc ấm nhôm có khối lượng 500 gam chứa 2 lít nước sôi 100 độ C lên trên bàn để cho nước nguội đi. Sau 1h40 phút thì nước trong ấm có nhiệt độ bằng nhiệt độ 26 độ C của không khí trong phòng. Hỏi không khí trong phòng đã nhận được bao nhiêu nhiệt lượng từ ấm truyền sang. (Nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K; của nhôm là 880J/kg.K).
Lời giải:
Lúc đầu, cái ấm và nước chứa bên trong có nhiệt độ 100 độ C. Do có cân bằng nhiệt nên nhiệt độ của cái ấm, của nước trong ấm và của không khí trong phòng là bằng nhau.
Ta có:
Nhiệt lượng nước tỏa ra là:
Q1 = m1.c1.Δt = 2.4200.(100 – 26) = 621600 (J)
Nhiệt lượng mà ấm nhôm tỏa ra là:
Q2 = mét vuông.c2.Δt = 0,5.880.(100 – 26) = 32560 (J)
Nhiệt lượng không khí nhận vào bằng nhiệt lượng của ấm nhôm và nước tỏa ra. Do đó, Không khí trong phòng đã nhận được nhiệt lượng là:
quận = Q1 + Q2 = 621600 + 32560 = 654160 (J)
Trên đây là khái niệm nhiệt lượng là gì? Các thông tin về đơn vị và công thức tính nhiệt lượng. Hy vọng nội dung bài viết đem về cho bạn thông tin hữu ích và vận dụng chúng một cách hiệu quả.
Có thể bạn quan tâm: Cách chu vi và diện tích quy hoạnh hình vuông
