Buzz
Nhiệt lượng - Khái niệm và cách tính ra sao? Phương trình cân bằng nhiệt và cách tính nhiệt lượng phát ra khi đốt cháy nhiên liệu là gì? Hãy cùng Mytour khám phá chi tiết trong bài viết dưới đây để hiểu rõ hơn về nhiệt lượng.
1. Cách tính toán nhiệt lượng
Công thức tính nhiệt lượng tiếp nhận: Q = m.c. Δt
Trong công thức trên:
- Q biểu diễn cho nhiệt lượng thu vào của vật (J)
- m là khối lượng của vật (kg)
- c là nhiệt dung riêng của chất tạo thành vật (J/kg.K)
- Δt là sự tăng độ nhiệt của vật (°C hoặc °K)
Δt = t2 – t1 với t1 là nhiệt độ ban đầu, t2 là nhiệt độ cuối cùng.
2. Đơn vị của nhiệt lượng là gì?
- Đối với khối lượng, phải chuyển đổi sang kg.
- Ngoài J, kJ là đơn vị thông dụng của nhiệt lượng, còn có calo và Kcalo
1 Kcalo = 1000 calo; 1 calo = 4,2 J
- Nếu vật là chất lỏng và bài toán yêu cầu biết thể tích, chúng ta cần tính khối lượng theo công thức: m = V.D. Trong đó, đơn vị của V là m3 và của D là kg/m3
3. Yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt lượng cần truyền
- Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận hoặc mất.
- Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc vào 3 yếu tố:
- Khối lượng của vật
- Độ tăng nhiệt độ của vật
- Chất cấu tạo nên vật
4. Nhiệt dung riêng
Nhiệt dung riêng của một chất là lượng nhiệt cần truyền vào 1 kg chất để nhiệt độ của chất đó tăng thêm 1°C.
Kí hiệu: c
Đơn vị: J/kg.K
Bảng nhiệt dung riêng của một số chất
| Chất | Nhiệt dung riêng(J/kg.K) | Chất | Nhiệt dung riêng(J/kg.K) |
|---|---|---|---|
| Nước | 4200 | Đất | 800 |
| Rượu | 2500 | Thép | 460 |
| Nước đá | 1800
| Đồng | 380 |
| Nhôm | 880 | Chì | 130 |
5. Phương pháp giải bài tập tính nhiệt lượng
1. Chuyển từ °C sang °K
- Mỗi độ C tương ứng với một đơn vị độ K trong thang nhiệt độ Kelvin.
- Để chuyển đổi từ °C sang °K, ta sử dụng công thức: T = t + 273
Trong đó:
T là nhiệt độ được đo bằng °K
t là nhiệt độ được đo bằng °C
2. Tính nhiệt lượng tỏa ra của một vật
- Khi nhiệt độ tăng từ t1 lên t2, một vật hấp thụ nhiệt lượng nào thì khi nhiệt độ giảm từ t2 xuống t1, vật đó cũng tỏa ra nhiệt lượng bằng đúng lượng đó.
- Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra của một vật như sau:
Qtỏa = m.c. Δt hoặc Qtỏa = m.c.(t1 - t2)
Trong đó:
Q là nhiệt lượng tỏa ra của vật (J)
m là khối lượng của vật (kg)
Nhiệt dung riêng của một chất là khả năng của chất đó trong việc giữ nhiệt (J/kg.K)
Δt là sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai thời điểm t1 và t2 (°C hoặc °K)
Lưu ý: Nhiệt độ t2 luôn nhỏ hơn t1.
6. Bài tập về việc tính toán nhiệt lượng
Bài 1: Sự trao đổi nhiệt giữa vật và môi trường phụ thuộc vào các yếu tố nào?
A. Khối lượng
B. Sự tăng nhiệt của vật
C. Nhiệt dung riêng của chất tạo thành vật
D. Cả ba phương án trên
Trả lời
Nhiệt lượng của vật phụ thuộc vào: khối lượng, sự tăng nhiệt của vật, nhiệt dung riêng của chất tạo thành vật ⇒ Đáp án D
Bài 2: Có 4 bình A, B, C, D chứa nước ở cùng một nhiệt độ với thể tích lần lượt là 1 lít, 2 lít, 3 lít, 4 lít. Sau khi sử dụng đèn cồn giống nhau để đun các bình trong 8 phút, chúng ta thấy các nhiệt độ trong các bình này khác nhau. Hỏi bình nào có nhiệt độ cao nhất?
A. Bình A
B. Bình B
C. Bình C
D. Bình D
Giải đáp
Bình A có ít nước nhất trong số các bình ⇒ Khi đun trên bếp cồn trong cùng thời gian, nhiệt độ của bình A cao nhất ⇒ Đáp án A
Nhiệt dung riêng được đo bằng đơn vị J/kg.K ⇒ Đáp án C
Bài 3: Đặt t là nhiệt độ sau cùng, t0 là nhiệt độ ban đầu của vật. Công thức nào là cách tính nhiệt lượng mà vật thu được?
A. Q = m(t – t0)
B. Q = mc(t0 – t)
C. Q = mc
D. Q = mc(t – t0)
Giải đáp
Công thức tính nhiệt lượng thu vào:
Q = mcΔt = mc(t2 – t1) = mc(t – t0)
⇒ Đáp án D
Bài 4: Nhiệt dung riêng của đồng lớn hơn chì. Để tăng nhiệt độ của 3 kg đồng và 3 kg chì thêm 15°C, ta có:
A. Khối chì cần nhiều nhiệt lượng hơn khối đồng.
B. Khối đồng cần nhiều nhiệt lượng hơn khối chì.
C. Hai khối đều cần nhiều nhiệt lượng như nhau.
D. Không có đủ thông tin để kết luận.
Giải đáp
Nhiệt dung riêng của đồng lớn hơn chì. Để tăng nhiệt độ của 3 kg đồng và 3 kg chì thêm 15°C, khối đồng cần nhiều nhiệt lượng hơn khối chì ⇒ Đáp án B
Bài 5: Lựa chọn câu nào đúng khi nói về nhiệt dung riêng?
A. Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1 đơn vị thể tích tăng thêm 1°C.
B. Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1 kg chất đó tăng thêm 1°C.
C. Nhiệt dung riêng của một chất cho biết năng lượng cần thiết để làm cho 1 kg chất đó tăng thêm 1°C.
D. Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1 g chất đó tăng thêm 1°C.
Giải đáp
Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1 kg chất đó tăng thêm 1°C ⇒ Đáp án B
Bài 6: Chọn phương án sai:
A. Nhiệt lượng mà vật thu vào phụ thuộc vào khối lượng, sự tăng nhiệt độ và nhiệt dung riêng của vật.
B. Khi khối lượng của vật càng lớn, nhiệt lượng cần để vật nóng lên càng lớn.
C. Sự tăng nhiệt độ của vật càng lớn, nhiệt lượng cần để vật nóng lên càng nhiều.
D. Với cùng khối lượng và sự tăng nhiệt độ, vật có nhiệt dung riêng lớn hơn sẽ cần nhiều nhiệt lượng hơn để nóng lên.
Giải đáp
Sự tăng nhiệt độ của vật càng lớn, nhiệt lượng cần để vật nóng lên càng nhiều ⇒ Đáp án C
Bài 7: Để đun sôi 15 lít nước cần cung cấp bao nhiêu nhiệt lượng? Biết nhiệt độ ban đầu của nước là 20°C và nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K.
A. 5040 kJ
B. 5040 J
C. 50,40 kJ
D. 5,040 J
Giải đáp
15 lít nước = 15 kg nước
Nhiệt độ sôi của nước là t2 = 100°C = 373K
Nhiệt độ ban đầu của nước là t1 = 20°C = 293K
Nhiệt lượng:
Q = mcΔt = mc(t2 – t1) = 15.4200 (373 – 293) = 5040000 J = 5040 kJ
⇒ Đáp án A
