Nhiệt lượng là gì? Công thức tính nhiệt lượng? Nếu bạn đang tìm kiếm các định nghĩa về nhiệt lượng và các công thức liên quan để biết thêm các kiến thức bổ ích hoặc phục vụ cho việc học tập thì bài viết này Wisevietnam sẽ mang đến cho bạn các thông tin xoay quanh lĩnh vực này.
Nhiệt lượng là gì? Công thức tính nhiệt lượng là gì? Để tìm hiểu nhiệt lượng là gì trước hết chúng ta hãy cùng tìm hiểu nhiệt là gì nhé.
Nhiệt là một năng lượng dự trữ tồn tại khi các hạt cấu tạo vật chất chuyển động hỗn loạn và sinh ra nhiệt.
Khi các hạt phân tử chuyển động không ngừng và hỗn loạn trong vật chất, khi đó chúng sinh ra động năng.
Tổng các động năng là nhiệt năng của vật: Động năng dao động của các nguyên tử cấu tạo nên phân tử + động năng chuyển động của khối tâm phân tử + động năng quay của phân tử quanh khối tâm chung.
Nhiệt năng có mối quan hệ vô cùng chặt chẽ với nhiệt độ. Khi nhiệt độ của vật càng lớn thì nhiệt năng càng cao vì khi đó các hạt phân tử trong vật chất chuyển động nhanh.
Nhiệt còn có thể trao đổi qua các quá trình dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ,..
Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật mất đi hoặc nhận được trong quá trình truyền nhiệt.
Nhiệt lượng thường được ký hiệu là Q.
Nhiệt lượng của vật sẽ phụ thuộc vào các yếu tố sau:
Sự tăng nhiệt của vật: Khi nhiệt độ của vật càng lớn thì nhiệt lượng mà vật thu vào lại càng cao.
Chất/vật liệu cấu tạo nên vật sẽ quyết định vật có toả nhiệt nhiều hay không.
Khối lượng của vật: Khi khối lượng của vật càng lớn thì nhiệt lượng của vật thu được cũng càng lớn.
Nhiệt dung riêng là gì? Trong công thức tính nhiệt lượng, nhiệt dung riêng có một vai trò rất quan trọng.
Nhiệt dung riêng cũng chính là những nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho đơn vị đo lường nào đó.
Cụ thể, bạn có thể dùng nhiệt dung riêng để đo số phân tử, số mol hoặc đo khối lượng,..
Nhiệt dung riêng thường được dùng trong các phép tính nhiệt lượng cho các nguyên, vật liệu thi công, xây dựng.
Đơn vị dùng để đo nhiệt dung riêng là:
Joule/Kilogam/Kelvin
hoặc
Joule/Mol/Kelvin
hay:
J-Kg-1; J/[kg-K].
– Công thức tính nhiệt lượng thu vào: Q = m.c.Δt
Trong đó:
m: là khối lượng của vật [kg]
c: là nhiệt dung riêng của chất làm nên vật [J/kg.K]
Δt: là độ tăng nhiệt độ của vật [°C hoặc °K]
Δt = t2 – t1 với t1 là nhiệt độ ban đầu, t2 là nhiệt độ cuối cùng.
Q: là nhiệt lượng thu vào của vật [J].
– Đơn vị đo nhiệt lượng là jun [J], kilojun [kJ]: 1kJ = 1000 J.
Ngoài J, kJ đơn vị của nhiệt lượng còn được tính bằng calo, kcalo [kcal]:
1 kcal = 1000 calo; 1 calo = 4,2 J.
– Chú ý:
+ Đơn vị của khối lượng phải để về kg.
+ Nếu vật là chất lỏng, bài toán cho biết thể tích V thì ta phải tính khối lượng m theo công thức: m = V.D. Trong đó đơn vị của V là m3 và của D là kg/m3.
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 tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu
Nhiệt lượng là kiến thức vật lý mà các bạn học sinh phải làm quen từ những năm học cấp 2. Để hỗ trợ các bạn có thể hiểu nhanh và giải nhanh các bài tập nằm trong phần này, hôm nay Wiki Cách Làm sẽ mang đến cho bạn những khái niệm cũng như các công thức tính nhiệt lượng quan trọng thông qua các bài tập cơ bản nhất. Hi vọng chúng sẽ giúp ích cho bạn trên chặng đường chinh phục môn vật lý nhé!
Nhiệt lượng là gì?
Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật được nhận thêm hay mất bớt đi. Đơn vị của nhiệt lượng chính là Jun, kí hiệu là J.
Trong đó nhiệt lượng của vật khi thu vào để nóng lên phụ thuộc vào khối lượng, độ tăng nhiệt độ, nhiệt dung riêng của chất làm nên vật đó. Vậy ở đây có 3 yếu tố chính mà cần lưu ý khi nhắc đến nhiệt lượng:
- Khối lượng của vật: Khối lượng của vật càng lớn thì nhiệt lượng mà vật thu vào càng lớn.
- Độ tăng nhiệt độ của vật: Độ tăng nhiệt độ càng lớn thì nhiệt lượng mà vật thu vào càng lớn.
- Chất làm nên vật.
Nhiệt dung riêng là gì?
Nhiệt dung riêng là nhiệt lượng cần có cho một đơn vị đo lường chất đó để nóng lên thêm một đơn vị đo độ.
Đơn vị của nhiệt dung riêng là Jun trên ki-lô-gram và trên Kelvin, kí hiệu là J/ kg.K.
Dưới đây là bảng nhiệt dung riêng để các bạn ứng dụng vào việc giải bài tập nhiệt lượng nhé!
| Chất | Nhiệt dung riêng | Chất | Nhiệt dung riêng |
| Nước | 4200,4186,4190 | Đất | 800 |
| Rượu | 2500 | Thép | 460 |
| Nước đá | 1800 | Đồng | 380 |
| Nhôm | 880 | Chì | 130 |
Ví dụ: Để đun nóng 1 kg nước đá và tăng thêm 1 độ C thì bạn cần dùng 1800J, lúc này 1800J được gọi là nhiệt dung riêng của nước đá.
Công thức tính nhiệt lượng
Q = m . c . ∆t
Trong đó:
- Q là nhiệt lượng [J],
- m là khối lượng của vật [kg],
- ∆t là độ tăng nhiệt của vật [0C hoặc K],
- c là nhiệt dung riêng của chất làm vật [J/kg.K].
Phương trình cân bằng nhiệt
Q thu = Q toả
Trong đó:
- Q thu là tổng nhiệt lượng của các vật thu vào.
- Q tỏa là tổng nhiệt lượng của các vật tỏa ra.
Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nguyên liệu
Q = q.m
Trong đó:
- Q là nhiệt lượng tỏa ra[J].
- q là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu [J/kg].
- m là khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn tính bằng kg.
Bài tập nhiệt lượng đơn giản có lời giải
Bài tập 1
Một ấm nhôm chứa 1 lít nước và chứa được khối lượng 400g. Để đun sôi nước cần tối thiểu nhiệt lượng là bao nhiêu, biết được nhiệt độ ban đầu của nước và ấm là 25°C.
Hướng dẫn giải
Áp dụng công thức tính nhiệt lượng
Ta có:
Q = Q ấm + Q nước = 0,4.880.80 + 1.4200.80 = 28166 + 336000 = 364160 [J]
Vậy nhiệt lượng tối thiểu để đun sôi nước là 364160J.
Bài tập 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?
Hướng dẫn 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.
Bài tập 3
Truyền vào 100g chì nguồn nhiệt lượng 260J,khi đó chì sẽ thay đổi nhiệt độ từ 15 độ C lên 35 độ C. Hãy tính nhiệt dung riêng của chì?
Hướng dẫn giải
Q = m.c.[t2-t1] = C.[t2 – t1] Từ đó suy ra C = 13J/K và c = 130J/kg.K
Bài tập 4
Khi ta cần đun nóng 5 l nước từ 30°C lên 45°C cần bao nhiêu nhiệt lượng?
Hướng dẫn giải
Áp dụng công thức tính nhiệt lượng
Ta có:
Q = mc∆t = 5. 4200. 20 = 420 000 J tương đương bằng với 420 kJ
Vậy ta có thể trả lời như sau để đun nóng 5 l nước từ 30°C lên 45°C cần 420kJ
Bài tập 5
Tìm tên kim loại biết phải cung cấp cho 5kg kim loại nguồn nhiệt lượng 59kJ để kim loại này tăng từ 20 độ C lên đến 50°c. Kim loại đó là gì?
Hướng dẫn giải
Nhiệt dung riêng của kim loại được tính ra theo công thức: c = Q/mt= 59000/5[50-20] = 393J/kg.K. Dựa vào bảng nhiệt dung riêng mà ta sẽ biết kim loại đang được đề cập đến đó là đồng.
Bài tập 6
Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun 5 kg nước thay đổi nhiệt độ 15 độ C đến 100 độ C với cái thùng sắt khối lượng 1,5 kg. Biết nhiệt dung riêng nước là 4200 J/kg.K, nhiệt dung riêng của sắt là 460 J/kg.K.
Hướng dẫn giải
Q = [m1c1 + m2c2][t2 – t1] = 1843650 J.
Trên đây là những công thức tính nhiệt lượng quan trọng mà các bạn cần ghi nhớ để vận dụng cho các bài tập cơ bản và nâng cao. Chúc các bạn đạt kết quả cao trong các kì thì và đừng quên theo dõi những bài viết mới từ Wiki Cách Làm nhé!