Nhắc đến nhiệt lượng, chúng ta sẽ nghĩ ngay đến một trong những môn học thuộc khối khoa học tự nhiên đó là môn Vật lý. Đây là một môn học đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với các bạn học sinh, nhất là những bạn có thiên hướng theo khối A hoặc khối A1, không những thế, Vật lý còn là một môn học có khả năng ứng dụng cao vào thực tế, gắn liền với đời sống con người, một ví dụ điển hình đó là có thể áp dụng Công thức tính nhiệt lượng vào thực tế để tính nhiệt lượng của các chất. Và đây cũng chính là chủ đề của bài viết này mà chúng tôi muốn chia sẻ đến các bạn.

1. Nhiệt lượng là gì?

Trước hết, chúng ta cần phải nắm rõ nhiệt lượng là gì? Như các bạn cũng biết, cho đến hiện nay thì thế giới vẫn chưa phát minh ra được một dụng cụ nào để đo trực tiếp nhiệt lượng của các chất được sinh ra, thay vào đó là những công thức vật lý được phát minh căn cứ vào những yếu tố có thể đo lường và tính toán được để ráp vào công thức từ đó tính ra được nhiệt lượng của chất đó. Chính vì thế mà bạn phải nắm rõ bản chất của nhiệt lượng để có thể thực hiện được những bài toán liên quan.

Khái niệm nhiệt lượng: nhiệt lượng chính là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất đi trong quá trình truyền nhiệt.

2. Công thức tính nhiệt lượng và những kiến thức liên quan

Trước khi tìm hiểu Công thức tính nhiệt lượng thì bạn cần phải biết về nhiệt dung riêng của một chất là gì? Nhiệt dung riêng của một chất là là những nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho một đơn vị đo lường chất đó. Cụ thể là dùng để đo khối lượng hay số đo phân tử (mol). Đơn vị dùng để đo lường nhiệt dung riêng của một chất là Joule/Kilogam/Kelvin hay Joule/mol/kelvin hay J-kg-1; J/(kg-K).

Nhiệt dung riêng thường được dùng để tính toán nhiệt lượng trong quá trình gia công vật liệu xây dựng và phục vụ cho việc chọn lựa các vật liệu trong chạm nhiệt.

Bảng nhiệt dung riêng của một số chất thường gặp:

Chất Nhiệt dung riêng (J/kg.K)
Nước 4200
Rượu 2500
Nước đá 1800
Nhôm 880
Đất 800
Thép 460
Đồng 380
Chì 130

Nhiệt lượng của một vật thu vào để làm nóng lên phụ thuộc vào ba yếu tố. Cụ thể:

– Chất cấu tạo nên vật;

– Khối lượng của vật: nhiệt lượng của một vật thu vào tỉ lệ thuận với khối lượng của vật, tức là khối lượng của vật càng lớn thì nhiệt lượng thu vào của vật đó cũng càng lớn;

– Độ tăng nhiệt độ: độ tăng nhiệt độ của vật cũng tỉ lệ thuận với nhiệt lượng thu vào của vật, tức là nhiệt độ của vật càng tăng thì nhiệt lượng thu vào của vật cũng càng lớn.

Từ các yếu tố trên, ta có Công thức tính nhiệt lượng như sau:

Q = m * c * Δt

Trong đó: Q: nhiệt lượng (J)

  m: khối lượng của vật (kg)

  Δt: độ tăng hay giảm nhiệt độ của vật (C hoặc K)

  c: nhiệt dung riêng của chất tạo ra vật (J/kg.K)

Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1kg chất đó tăng thêm 10C.

Phương trình cân bằng nhiệt và Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu:

– Phương trình cân bằng nhiệt: Qthu = Qtỏa

Trong đó: Qthu là tổng nhiệt lượng của các vật thu vào

                 Qtỏa là tổng nhiệt lượng của các vật tỏa ra

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

Q = q * m

Trong đó: Q: nhiệt lượng tỏa ra (J)

  q: năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (J/kg)

  m: khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn (kg)

3. Một số bài tập ví dụ cụ thể

Cũng như những công thức toán – lý – hóa học khác thì để nắm chắc Công thức tính nhiệt lượng bạn cần phải nắm vững bản chất của công thức từ đó liên tục thực hành, áp dụng vào quá trình giải bài tập, nâng cao kiến thức và năng lực của bản thân. Dựa trên những kiến thức đã cung cấp trên đây, chúng tôi xin đưa ra một số ví dụ đơn giản để các bạn tham khảo như sau:

Ví dụ 1: Cần bao nhiêu nhiệt lượng để có thể đun nóng 5l nước từ 30C lên 45C. Biệt nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K

Giải: Áp dụng Công thức tính nhiệt lượng, ta có:

Q = m * c * Δt = 5 * 4200 * 20 = 420000 J = 420 kJ.

Vậy nhiệt lượng trong trường hợp này là 420 kJ.

Ví dụ 2: một ấm nhôm chứa 2 lít nước và chứa được khối lượng 500g. để đun sôi nước cần tối thiểu nhiệt lượng là bao nhiêu. Biết nhiệt độ ban đầu của nước và ấm là 35C, nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là 880 J/kg.K và 4200 J/kg.K

Giải: áp dụng Công thức tính nhiệt lượng, ta có:

Q = Qam + Qnước = (m * c * Δt)am + (m * c * Δt)nước  = (0,5 * 880 * 70) + (2 * 4200 * 70) = 30800 + 588000 = 618800 J

Vậy nhiệt lượng để đun sôi nước trong trường hợp này là 618800 J.

Trên đây là một số kiến thức cơ bản cần biết về Công thức tính nhiệt lượng và một số ví dụ cụ thể, các bạn có thể tham khảo để áp dụng trong quá trình học tập và làm bài. Chúc các bạn học tập tốt và có một kết quả như ý.

Tagged:

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *