Nhiệt lượng là gì? Tổng hợp bài tập công thức tính nhiệt lượng

12 Tháng Hai, 2021 0 lượt xem 0 Tuyen TB

Trong bộ môn vật lý, nhiệt lượng là đơn vị khá quan trọng, được nhắc đến khá nhiều trong giảng dạy và học tập. Vậy nhiệt lượng là gì? Công thức tính nhiệt lượng như thế nào? Bài viết dưới đây của chúng ta sẽ đi tìm hiểu một cách toàn diện về nhiệt lượng, công thức tính cũng như một số dạng bài tập để có cái nhìn chi tiết hơn về nó.

Nhiệt lượng là gì?

Nhiệt lượng được hiểu là phần nhiệt năng mà một vật nhận được hoặc mất đi trong quá trình truyền nhiệt.

Định nghĩa nhiệt lượng là gì?

Định nghĩa nhiệt lượng là gì?

Nhiệt lượng của một vật cần thu vào để phục vụ cho quá trình làm nóng lên phụ thuộc hoàn toàn vào 3 yếu tố:

  • Khối lượng của vật: khối lượng của vật càng lớn thì nhiệt lượng mà vật thu vào cũng càng lớn
  • Độ tăng nhiệt độ: độ tăng nhiệt độ của vật càng lớn thì nhiệt lượng mà vật thu vào cũng càng lớn
  • Chất cấu tạo nên vật

Trong tính toán, để dễ dàng hơn người ta quy ước ký hiệu nhiệt lượng là Q

Đơn vị của nhiệt lượng là Jun, kí hiệu là J

Công thức tính nhiệt lượng

Nhiệt lượng tỏa ra và thu vào được tính theo công thức sau:

Q = m.c.∆t

Trong đó:

  • Q là nhiệt lượng của vật (J)
  • M là khối lượng của vật (kg)
  • C là nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K)

Nhiệt dung riêng của một chất có thể được hiểu là nhiệt lượng cần thiết để có thể làm cho 1kg chất đó tăng thêm 1 độ C.

  • ∆t là độ thay đổi nhiệt độ hay nói cách khác là biến thiên nhiệt độ của vật (độ C hoặc độ K)

∆t = t2 – t1

∆t>0: vật tỏa nhiệt

∆t<0: vật thu nhiệt

Công thức tính nhiệt lượng toả ra

Công thức tính nhiệt lượng toả ra

Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở

Q = RI2t  

  • Trong đó:
  • Q: nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn khi có dòng điện chạy qua (J)
  • R: điện trở (Ω)
  • I: cường độ dòng điện
  • t: thời gian nhiệt lượng tỏa ra
Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R

Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R

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

Phương trình cân bằng nhiệt

Qthu  = Qtoả 

  • Q thu: tổng nhiệt lượng của các vật khi thu vào.
  • Q tỏa: tổng nhiệt lượng của các vật khi tỏa ra.

 

 

Các dạng bài tập về công thức tính nhiệt lượng

Bài 1: Tính nhiệt lượng cần thiết để đun 5kg nước từ 15 độ C đến 100 độ C trong một cái thùng bằng sắt có khối lượng 1,5kg. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K; của sắt là 460 J/kg.K.

Lời giải:

Q=(m1c1 + m2c2) (t2 – t1) = 1843560J

 

Bài 2: Một bình nhôm khối lượng 0,5kg chứa 4kg nước ở nhiệt độ 20 độ C. Người ta thả vào bình một miếng sắt có khối lượng 0,2kg đã được nung nóng tới 500 độ C. Xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt. Cho nhiệt dung riêng của nhôm là 896 J/kg.K; của nước là 4,18 J/kg.K; của sắt là 0,46 J/kg.K.

Lời giải:

Phương trình cân bằng nhiệt:

(mbcb + mncn)(t – t1)= (mscs + mncn)(t2 – t) => t = 22,6 độ C

 

Bài 3: Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 128g chứa 210g nước ở nhiệt độ 8,4 độ C. Người ta thả một miếng kim loại khối lượng 192g đã nung nóng tới 100 độ C vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại, biết nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là 21,5 độ C. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4,18.103 J/kg.K; của đồng thau là 0,128.103 J/kg.K.

Lời giải:

Phương trình cân bằng nhiệt:

(mđcđ + mncn)(t – t1)= (mklckl + mncn)(t2 – t) => ckl = 777 J/kg.K.

 

Bài 4: Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở R = 80Ω và cường độ dòng điện chạy qua bếp khi đó là I = 2,5A.

a) Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1 giây.

b) Dùng bếp điện để đun sôi 1,5l nước có nhiệt độ ban đầu là 25 độ C thì sẽ mất 20 phút để đun sôi nước. Coi rằng nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước là có ích, hãy tính hiệu suất của bếp. Nhiệt dung riêng của nước là C = 4 200J/kg.K.

c) Thời gian sử dụng bếp điện mỗi ngày là 3 giờ. Tính tiền điện phải trả trong 30 ngày cho việc sử dụng bếp điện, nếu giá 1kW.h là 700 đồng.

Lời giải:

a) Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1 giây:

Q = I2.R.t = 2,52.80.1 = 500J

b) Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 20 phút

Qtp = Q.20.60 = 600000J

Nhiệt lượng cần để đun sôi lượng nước:

Qi = m.c.∆t = m.c.(t2 – t1) = 4200.1,5.(100 – 25) = 472500J

Hiệu suất của bếp:

H = Qi/Qtp = 472500/600000 = 78,75 %.

c) Lượng điện năng mà bếp tiêu thụ trong 30 ngày, tính theo đơn vị kW.h là:

A = P.t = 500.30.3 = 45000 W.h = 45 kW.h

Vậy số tiền điện phải trả là:

T = 45.700 = 315000 đồng

Trên đây là những thông tin tổng hợp về các thắc mắc xoay quanh câu hỏi nhiệt lượng là gì? Hy vọng bài viết sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tham khảo thêm các bài viết khác của chúng tôi để có thêm nhiều thông tin hữu ích bạn nhé!

 

 

Bài viết liên quan