Buzz
1. Khái niệm về nhiệt năng
Nhiệt năng chính là tổng hợp động năng của các phân tử tạo nên vật thể.
Nhiệt năng có liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ: khi nhiệt độ của vật thể tăng, các phân tử chuyển động nhanh hơn, dẫn đến nhiệt năng của vật cũng gia tăng.
Mỗi vật đều chứa nhiệt năng vì các phân tử cấu thành luôn di chuyển không ngừng.
2. Đơn vị đo nhiệt năng
- Nhiệt năng được đo bằng đơn vị jun (J).
- Các nguyên tử và phân tử tạo nên chất không đứng yên mà luôn di chuyển. Tốc độ chuyển động của chúng tăng lên khi nhiệt độ cao hơn, do đó nhiệt năng có mối liên hệ mật thiết với nhiệt độ.
⇒ Nhiệt năng gia tăng khi nhiệt độ tăng, vì vậy các phân tử chuyển động nhanh hơn, dẫn đến nhiệt năng lớn hơn.
3. Có những phương pháp nào để thay đổi nhiệt năng của vật?
Có hai cách để thay đổi nhiệt năng của vật: một là tăng nhiệt độ của vật bằng cách thực hiện công, và hai là truyền nhiệt.
- Thực hiện công
.png)
Khi dùng hai tay xoa vào nhau, bạn sẽ nhận thấy rằng khi tốc độ xoa tăng lên, bàn tay cảm thấy nóng hơn. Điều này cho thấy nhiệt năng ở tay đã tăng, do các phân tử trong tay chuyển động nhanh hơn. Nếu ngừng xoa, cảm giác nóng cũng sẽ giảm.
Hay để làm một đồng xu nóng lên ta có thể dùng lực tác động và đồng xu để thực hiện công bằng cách cọ xát đồng xu vào bề mặt cứng nào đó. Chắc chắn nhiệt độ của nó sẽ nóng dần lên và nhiệt năng tăng. Đa số dùng cách này với các vật thì đêif khiến vật tăng nhiệt năng.
Quay về ngày xưa thời trung cổ ông cha ta dùng que và rơm khô để tạo lửa. Đây chính là hoạt động thực hiện công, cọ xát que với rơm khô làm các phân tử chuyển động nhanh hơn, nóng dần lên từ đó có thể tạo ra nhiệt độ cao và lửa.
Thực hiện công là dùng lực tác động lên vật để có thể làm tăng nhiệt năng của vật.
- Truyền nhiệt
Truyền nhiệt là hiện tượng quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày. Ví dụ, khi bạn đặt tay vào cốc nước nóng, bạn có thể cảm thấy bỏng do nhiệt độ cao của nước truyền sang tay.
Tương tự, nếu bạn thả một đồng xu vào cốc nước nóng, đồng xu cũng sẽ nóng lên vì nhiệt năng từ nước đã truyền sang đồng xu.
Quá trình truyền nhiệt xảy ra khi hai vật có nhiệt độ khác nhau. Nhiệt năng sẽ chuyển từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.
Để thay đổi nhiệt năng của vật, bạn cần phải truyền nhiệt cho nó. Có nhiều phương pháp khác nhau để truyền nhiệt, chẳng hạn như phơi dưới ánh mặt trời, đặt lên ngọn lửa, hoặc thả vào nước nóng.
4. Những đại lượng nào liên quan đến nhiệt năng?
4.1. Nhiệt lượng là gì?
Nhiệt lượng liên quan chặt chẽ đến nhiệt năng của vật. Đây là phần nhiệt năng mà vật nhận được hoặc mất đi trong quá trình trao đổi nhiệt.
- Kí hiệu của nhiệt lượng là Q, và đơn vị đo nhiệt lượng là jun (J).
- 1 kJ tương đương với 1000 J
Trên thực tế, còn có nhiều đơn vị khác để đo nhiệt lượng và chúng có thể được chuyển đổi qua lại một cách dễ dàng.
4.2. Công thức để tính nhiệt lượng
Trong đó:
Lưu ý: Nhiệt dung riêng của một chất cho biết lượng nhiệt cần thiết để làm nhiệt độ của một kilogam chất đó tăng thêm 1 °C từ mức nhiệt độ ban đầu.
4.3. Nhiệt dung riêng
Nhiệt dung riêng là lượng nhiệt cần thiết để làm tăng nhiệt độ của một đơn vị khối lượng vật liệu. Đây là một thuộc tính vật lý đặc trưng của chất liệu.
Nó cũng là một ví dụ về đặc tính thay đổi theo kích thước, vì giá trị của nó tỷ lệ thuận với kích thước của hệ thống đang được thử nghiệm.
5. Ứng dụng của nhiệt năng trong cuộc sống hàng ngày
Trong cuộc sống, có nhiều loại năng lượng cơ bản như điện, ánh sáng, cơ học và nhiệt. Trong số đó, nhiệt năng được ứng dụng rộng rãi cả trong sản xuất công nghiệp lẫn trong sinh hoạt hàng ngày.
Dưới đây là một số ví dụ thực tế về sự xuất hiện của nhiệt năng:
- Những thiết bị gia dụng như nồi cơm điện và ấm đun nước siêu tốc sử dụng nhiệt năng để nấu cơm và đun nước.
- Bếp gas được sử dụng để nấu ăn.
- Các máy sấy giúp làm khô thực phẩm...
Các ứng dụng nhiệt năng trên đều thể hiện quá trình chuyển hóa năng lượng. Năng lượng liên tục chuyển từ điện thành cơ năng, và từ cơ năng thành nhiệt năng. Điều này cho thấy các nguồn năng lượng có sự liên kết chặt chẽ với nhau.
6. Câu hỏi ứng dụng
Câu 1: Trong các quan điểm dưới đây, quan điểm nào là đúng?
A. Khi nhiệt độ của vật tăng lên, công thực hiện trên vật cũng tăng theo.
B. Một thanh sắt nóng chứa 300 J nhiệt lượng.
C. Nhiệt độ của vật càng cao, nhiệt năng của vật càng lớn.
D. Khi nhiệt độ của vật giảm, lượng nhiệt mà vật hấp thụ sẽ giảm theo.
Câu 2: Khi thả một cục sắt nóng vào chậu nước lạnh, nước trở nên ấm hơn và cục sắt nguội đi. Trong quá trình này, năng lượng được chuyển hóa như thế nào?
A. Từ cơ năng thành nhiệt năng
B. Từ nhiệt năng thành nhiệt năng
C. Từ cơ năng thành cơ năng
D. Từ nhiệt năng thành cơ năng
Câu 3: Khi thả một thanh kim loại đã được làm nóng đến 90 °C vào một cốc nước có nhiệt độ phòng (khoảng 24 °C), nhiệt năng của thanh kim loại và của nước sẽ thay đổi như thế nào?
A. Nhiệt năng của thanh kim loại tăng lên trong khi của nước giảm xuống
B. Nhiệt năng của cả thanh kim loại và nước đều tăng
C. Nhiệt năng của thanh kim loại giảm xuống trong khi của nước tăng lên
D. Nhiệt năng của cả thanh kim loại và nước đều giảm
Câu 4: Xác định câu nào dưới đây là sai:
A. Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà một vật tiếp nhận hoặc mất đi trong quá trình truyền nhiệt.
B. Khi vật truyền nhiệt lượng ra môi trường xung quanh, nhiệt năng của nó giảm.
C. Nếu vật vừa nhận công từ bên ngoài vừa nhận nhiệt lượng, thì nhiệt năng của nó sẽ tăng.
D. Khi ném một vật lên cao, nhiệt năng của vật tăng do nhận được công.
Câu 5: Những phương pháp nào sau đây có thể làm thay đổi nhiệt năng của vật?
A. Chà xát với một vật khác
B. Đun nóng vật đó
C. Đặt vật vào môi trường có nhiệt độ thấp hơn
D. Tất cả các phương pháp trên
Câu 6: Một vật có nhiệt năng 2000 J, sau khi được nung nóng, nhiệt năng của nó tăng lên 4000 J. Vậy nhiệt lượng mà vật nhận được là bao nhiêu?
Câu 7: Tại sao khi bơm xe, ống bơm trở nên nóng khi chạm vào?
Câu 8: Khi tốc độ chuyển động của các phân tử trong vật tăng lên, thể tích của vật có thay đổi không?
Câu 9: Khi đun nóng một ống nghiệm có nước và đậy nút kín, nước nóng dần làm hơi nước trong ống đẩy bật nút lên. Trong thí nghiệm này, khi nào có sự truyền nhiệt và khi nào có sự thực hiện công?
Câu 10: Trong thí nghiệm thả bóng, mỗi lần bóng nảy lên thì độ cao giảm dần và cuối cùng không còn nảy lên nữa. Cơ năng giảm dần trong hiện tượng này, vậy cơ năng đã biến mất hay chuyển thành dạng năng lượng khác?
Đây là bài viết từ Mytour về khái niệm nhiệt năng và cách hiểu về nhiệt năng của vật. Hy vọng thông tin trong bài viết sẽ hữu ích cho bạn. Cảm ơn bạn đã đọc!
