Nhiệt lượng là gì? Công thức, kí hiệu & bài tập về nhiệt lượng

Nhiệt lượng là một khái niệm được đề cập đến trong chương trình Vật Lý 8. Vậy nhiệt lượng là gì? Nhiệt lượng kí hiệu là gì? CT tính nhiệt lượng như thế nào? Chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu và ôn luyện kỹ hơn qua bài viết sau đây nhé!

Nhiệt lượng là gì? Nhiệt lượng có phải là năng lượng không? 

Nhiệt lượng là phần năng lượng mà vật mất đi hoặc nhận được trong quá trình truyền nhiệt. Phần năng lượng đó được gọi là nhiệt năng. 

Nhiệt lượng của vật sẽ phụ thuộc vào các yếu tố sau: 

• Trọng lượng: Khi vật có trọng lượng càng lớn thì nhiệt lượng hấp thu càng lớn và ngược lại. 
• Độ biến thiên của nhiệt độ (△t): Tỷ lệ thuận với nhiệt lượng vật thu vào, khi độ biến thiên càng lớn thì nhiệt lượng vật thu cũng sẽ lớn và ngược lại. 
• Chất tạo nên vật: Mỗi chất sẽ có nhiệt dung riêng nên nhiệt lượng sinh ra cũng khác nhau. Chất có nhiệt dung lớn thì nhiệt lượng vật thu vào cũng sẽ lớn và ngược lại. 

Đặc điểm của nhiệt lượng là gì?

• Nhiệt lượng thu được cung cấp cho quá trình làm nóng phụ thuộc vào các yếu tố: khối lượng vật, độ tăng nhiệt độ của vật và nhiệt dung riêng của chất tạo ra vật đó. 
• Khi đốt cháy hoàn toàn một đơn vị khối lượng nhiên liệu thì nhiệt lượng tỏa ra cao. 
• Nhiệt lượng riêng thấp là nhiệt lượng loại trừ nhiệt bốc hơi nước được giải phóng và tạo thành trong quá trình đốt cháy nhiên liệu. 

Nhiệt lượng kí hiệu là gì? Đơn vị tính

• Nhiệt lượng kí hiệu là Q.  
• Nhiệt lượng có đơn vị là Jun, kí hiệu là J.

Công thức tính nhiệt lượng

CT tính nhiệt lượng cụ thể như sau: 

Q = m × c × △t

Trong đó: 

• Q: Nhiệt lượng vật tỏa ra hoặc thu vào (J).
• m: Khối lượng vật (kg)
• c: Nhiệt dung riêng của chất tạo thành vật đó (J/kg.K). Đại lượng này cho biết lượng nhiệt cần thiết để làm cho 1kg của chất độ tăng thêm 1 độ C. 
• △t: Biến thiên nhiệt độ (Độ C hoặc độ K). △t = t2 – t1. (△t > 0: Vật tỏa nhiệt; △t < 0: Vật thu nhiệt). 

Cách tính nhiệt lượng tỏa ra

Nhiệt lượng tỏa ra kí hiệu là gì? Nhiệt lượng tỏa ra được kí hiệu là Q_tỏa.

CT tính nhiệt lượng tỏa ra như sau: 

 Q_tỏa = q × m.

Trong đó: 

• q: Năng suất tỏa nhiệt của vật/ nhiên liệu (J/kg). 
• m: Khối lượng nhiên liệu được dùng để đốt cháy (kg). 

Từ đó, ta có phương trình cân bằng nhiệt sau: 

 Q_thu (tổng lượng nhiệt mà vật thu vào) =  Q_tỏa (tổng lượng nhiệt mà vật tỏa ra)

Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn

Nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn sẽ tỉ lệ thuận với bình phương cường đồ dòng điện, điện trở của vật và thời gian mà dòng điện chạy qua vật. Công thức: 

Q = I²Rt

Các dạng bài tập về nhiệt lượng

Phương pháp chung: Hiểu rõ nhiệt lượng là gì, công thức tính và phương trình cân bằng nhiệt lượng. 

Ví dụ 1

Hãy tính nhiệt lượng để đun sôi 3kg nước từ 10 độ C – 100 độ C trong cái thùng sắt có trọng lượng là 2kg. Cho biết nước và sắt có nhiệt dung riêng lần lượt là 4200 J/kg.K và 460J/kg.K. 

Lời giải:

Theo bài ra, ta có: 

Q = (m_{sắt ×} c_sắt + m_{nước  ×} c_nước) × (t₂ – t₁) = (2 × 460 + 3 × 4200) × (100 – 10) = 1.216.800 (J). 

Ví dụ 2

Để tăng nhiệt độ của một miếng kim loại có khối lượng 5kg từ 20 lên 50 độ C cần cung cấp nhiệt lượng 59kJ. Vậy kim loại đó là kim loại gì?

Lời giải:

Ta có: Q = m × c × △t

⇒ c = Q/(m × △t) = 59.000/ (5 × 30) = 393

⇒ Đó là kim loại đồng. 

Ví dụ 3

Hãy tính nhiệt lượng tỏa ra trong 2 phút khi dòng điện cường độ 1,5A chạy qua điện trở 80Ω?

Lời giải:

Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở: Q = I²Rt = 2² × 80 × (2 × 60) = 38.400 J. 

Ví dụ 4

Phần ứng của máy phát điện xoay chiều 1 pha có 200 vòng dây. Từ thông qua mỗi vòng dây đạt giá trị cực đại 2mWb, biến thiên tuần hoàn với tần số là 50Hz. Hai đầu của máy được nối với điện trở 100Ω. Hãy tính nhiệt lượng tỏa ra trong 1 phút trên điện trở?

Lời giải: 

Tốc độ góc: ω = 2πƒ = 100π (rad/s)

Khi đó, nhiệt lượng tỏa ra là:

Ví dụ 5

Hãy cho biết nhiệt lượng tỏa ra khi ta đốt cháy hoàn toàn 10kg than đá, 10kg củi. Để thu được nhiệt lượng trên thì ta cần sử dụng bao nhiêu kg dầu hỏa?

Lời giải:

Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hết 10kg than đá: 

Q₁= q₁ × m₁ = 10 × 27 × 10⁶ = 27 × 10⁷ (J)

Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt hết 10kg củi là: 

Q₂ = q₂ × m₂ = 10 x 10⁷ = 10⁸ (J)

Lượng dầu hỏa cần dùng để đốt cháy lần lượng 10kg than đá là:

m = Q₁/q = (27 × 10⁷)/(44 × 10⁶) = 6.1 (kg)

Lượng dầu hỏa cần dùng để đốt cháy lần lượng 10kg củi là: 

m = Q₂/q = (10⁸)/(44 × 10⁶) = 2.3 (kg).

Ví dụ 6

Dùng ấm điện 220V – 1000W đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ 15 độ C. Hiệu suất đun sôi của ấm đạt 90%, nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước là có ích. 

1. Tính nhiệt lượng cần dùng để đun sôi lượng nước trên. 
2. Tính nhiệt lượng ấm đã tỏa ra khi đun. 
3. Để đun sôi ấm nước trên cần bao nhiêu thời gian.

Lời giải: 

1. Nhiệt lượng cần dùng để có thể đun sôi ấm nước là: 

Q = m  × c × △t = 2 × 4200 × (100 – 15) = 714.000 (J). 

1. Nhiệt lượng ấm đã tỏa ra là: 

H = Q/ Q_tp ⇒ Q_tp = Q/ H = 714.000/0.9 = 793.333 (J)

1. Thời gian vừa đủ để nước sôi là: 

Q_tp = A = P × t ⇒ t = Q_tp/ P = 793.333/1000 = 793 (s)

Trên đây là bài viết giải đáp nhiệt lượng là gì, công thức và một số ví dụ minh họa. Hy vọng đây sẽ là nguồn tài liệu tham khảo hữu ích cho quý bạn đọc trong quá trình học tập nhé.

Bài viết tham khảo: 4/4 là ngày gì? Những sự kiện quan trọng của ngày 4/4