Nhiệt lượng là gì?
Nhiệt lượng của một vật thu vào để nóng lên phụ thuộc những yếu tố nào ? Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc khối lượng độ tăng nhiệt độ của vật và nhiệt dung riêng của chất làm vật.
Nhiệt lượng của một vật thu vào để làm nóng lên phụ thuộc vào ba yếu tố sau:
- Khối lượng của vật: Nếu khối lượng của vật càng lớn thì nhiệt lượng của vật thu vào cũng càng lớn.
- Độ tăng nhiệt độ: Càng lớn thì nhiệt lượng mà vật thu vào cũng càng lớn.
- Chất cấu tạo nên vật.
Xem thêm : Công thức tính hiệu điện thế
Đơn vị tính nhiệt lượng
+ Q là nhiệt lượng mà vật thu vào hay toả ra.
+ Đơn vị tính là Jun (J) hoặc KJ. Còn được tính bằng đơn vị calo và kcalo. 1kcalo = 1000 calo; 1 calo = 4,2 J
Công thức tính nhiệt lượng
Q = mc Δt°
Với:
- Q nhiệt lượng tính bằng đơn vị (J)
- m khối lượng của vật tính bằng đơn vị (kg)
- ∆t độ tăng nhiệt của một vật tính bằng độ C hoặc K
- c nhiệt dung riêng của chất đó (J/kg.K).
∆t là độ thay đổi nhiệt độ hay nói khác là biến thiên nhiệt độ ( Độ C hoặc K )
∆t = t2 – t1
- ∆t > 0 : vật toả nhiệt
- ∆t < 0 : vật thu nhiệt
Phương trình cân bằng nhiệt
Q thu = Q toả
- Q thu: là tổng nhiệt lượng của các vật khi thu vào.
- Q tỏa: tổng nhiệt lượng của các vật khi tỏa ra.
Công thức tính nhiệt lượng thu vào
Qthu = m.c.(t2 – t1)
Trong đó
- m: khối lượng của vật (kg)
- t2: nhiệt độ cuối của vật (0C)
- t1: nhiệt độ đầu của vật (0C)
- c: nhiệt dung riêng của chất làm nên vật (J/kg.K)
- Q: nhiệt lượng thu vào của vật (J)
Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu
Q = q.m
Trong đó:
- Q: là nhiệt lượng tỏa ra của vật (J).
- q: là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (J/kg)
- m: là khối lượng của nhiên liệu khi bị đốt cháy hoàn toàn được tính bằng kg.
Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra ở trên điện trở.
Trong đó:
- Q là nhiệt lượng tỏa ra (đơn vị là J)
- R là điện trở (đơn vị là Ω)
- I là cường độ dòng điện ( đơn vị là A)
- t là thời gian nhiệt lượng tỏa ra
Bài tập ví dụ
Ví dụ 1: Một bếp từ có ghi 220V – 1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu 20 độ C. Hiệu suất đun sôi của ấm là 90%, trong đó nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước đước coi là có ích.
a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên, cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K.
b) Tính nhiệt lượng mà bếp từ đã tỏa ra khi đó.
c) Tính thời gian cần thiết để đun sôi lượng nước trên.
Lời giải:
a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên là:
Qi = m.c.∆t = m.c.(t2 – t1) = 4200.2.(100-20) = 672000J
b) Nhiệt lượng mà bếp từ đã tỏa ra khi đó là:
H = Qi/Qtp => Qtp = Qi/H = 672000/ (90/100) = 746700J
c) Thòi gian cần thiết để đun sôi lượng nước trên:
Qtp = A = P.t => t = Qtp/P = 746700/1000 ≈ 747s
Ví dụ 2: Có một ấm làm bằng nhôm có bên trong 1 lít nước với nhiệt độ nước là 20 độ C. Tìm nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trong bình?
Lời Giải:
Nhiệt lượng cần có để đun sôi nước là Q = Q ấm + Q nước = 0,4. 880.80 + 1.4200.80 = 28160 + 336000 = 364160J.
Xem thêm : Công thức tính áp suất chất lỏng