[Định nghĩa] [Công thức tính] Nhiệt lượng & bài tập tham khảo

I. NHIỆT LÀ GÌ?

Các hạt, phân tử cấu tạo nên vật chất thường chuyển động hỗn loạn và tạo ra động năng. Sự chuyển động này sinh nhiệt - một dạng năng lượng được dự trữ bên trong vật chất. 

Nhiệt hay nhiệt năng là tổng các động năng được hình thành bên trong vật chất. Các động năng này bao gồm: 

• Động năng chuyển động của khối tâm trong phân tử cấu tạo vật chất
• Động năng dao động của các nguyên tử cấu tạo nên phân từ quanh khối tâm chung 
• Động năng của phân tử khi quay quanh khối tâm

Nhiệt năng sẽ tỉ lệ thuận với nhiệt độ, nhiệt độ của vật càng cao thì nhiệt năng càng lớn do các phân tử cấu tạo chuyển động nhanh hơn, tạo ra nhiều nhiệt năng hơn. Ngoài ra, nhiệt với môi trường bên ngoài hoặc với vật chất khác qua quá trình bức xạ, dẫn nhiệt, đối lưu. 

II. NHIỆT LƯỢNG LÀ GÌ?

Định nghĩa:Nhiệt lượng là phần nhiệt chênh lệch sau khi vật thực hiện quá trình truyền nhiệt với một vật chất khác. 

Đơn vị đo: Jun (J).

Ngoài ra nhiệt lượng còn có đơn vị là calo, kcalo.

Ta có: 1 calo = 4,2 J, 1kcalo = 1000 calo

Ký hiệu: Q.

Phần nhiệt lượng có thể tăng hoặc giảm phụ thuộc phụ thuộc vào những yếu tố sau:

• Khối lượng của vật dẫn, truyền nhiệt: Vật có khối lượng càng lớn thì nhiệt lượng vật nhận được càng nhiều. 
• Độ tăng nhiệt: vật có nhiệt độ càng cao thì nhiệt lượng nhận được càng lớn. 
• Sự chênh lệch nhiệt còn phụ thuộc vào cấu tạo của vật dẫn, truyền nhiệt

III. NHIỆT DUNG RIÊNG LÀ GÌ?

Định nghĩa: Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần truyền cho 1kg chất đó để nhiệt độ tăng thêm 1°C (1K).

Đơn vị đo: J/(kg.K).

Kí hiệu: c.

Trong cuộc sống, nhiệt dung riêng được ứng dụng để tính nhiệt lượng cho các vật liệu xây dựng. Tính chính xác mức độ chênh lệch này giúp chủ đầu tư và đơn vị thi công có thể tránh được những rủi ro, nứt vỡ,... khi đưa vào sử dụng. 

IV. CÔNG THỨC TÍNH NHIỆT LƯỢNG

1. Công thức chung

Công thức tính nhiệt lượng bằng tích của khối lượng của vật với nhiệt dung riêng của vật và độ chênh lệch nhiệt độ.

Ta có: Q = m.C.Δt

Trong đó:

• Q: Nhiệt lượng vật thu vào (J)
• m: Khối lượng của vật (kg)
• C: Nhiệt dung riêng của vật (J/kg.K)
• Δt: Độ chênh lệch nhiệt độ (℃ hoạc K)

Ta có: \(\Delta t =t_2 -t_1\), nếu:

• Δt > 0: Vật tỏa nhiệt
• Δt < 0: Vật thu nhiệt

2. Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở

Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở bằng tích của điện trở với bình phương của cường độ dòng điện và thời gian nhiệt lượng tỏa ra.

Ta có: Q = R.I².t

Trong đó: 

• Q: Nhiệt lượng tỏa trong thời gian t (J)
• R: Điện trở (Ω)
• I: Cường độ dòng điện (A)
• t: Thời gian nhiệt lượng tỏa ra

3. Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu

Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu bằng tích của năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu với khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn.

Ta có: Q = q. m

Trong đó: 

• Q: Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy (J)
• q: Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu được sử dụng (J/kg)
• m: Khối lượng của nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn (kg)

V. BÀI TẬP THAM KHẢO

Ví dụ: Cho 5kg đồng, nhiệt lượng cần truyền để nhiệt độ có thể tăng từ 20°C − 50°C là bao nhiêu biết nhiệt dung riêng của đồng là 380 J/kg.K.

Lời giải tham khảo:

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng, ta có nhiệt lượng cần truyền để nhiệt độ đồng có thể tăng từ 20°C − 50°C là:

Q = m. C. Δt

= 5. 380. (50 - 20)

= 57 000 (J)