Nhiệt lượng là một thuật ngữ quen thuộc trong môn vật lý và cũng được dùng rất nhiều trong đời sống. Vậy nhiệt lượng là gì? Chúng có đặc điểm như thế nào? Công thức tính nhiệt lượng thế nào cho chính xác? Hãy cùng VIETCHEM đi giải đáp những thắc mắc và vận dụng làm một số bài tập về nhiệt lượng nhé!
Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất đi trong quá trình truyền nhiệt.
Nhiệt lượng của một vật thu vào để làm nóng lên phụ thuộc vào ba yếu tố sau:
Nhiệt lượng là gì
Những đặc điểm nổi bật của nhiệt lượng
Nhiệt lượng được tính bằng công thức sau:
Q = m.c.∆t
Trong đó:
Q: là nhiệt lượng mà vật thu vào hoặc toả ra. Có đơn vị là Jun (J).
m: là khối lượng của vật, được đo bằng kg.
c: là nhiệt dung riêng của chất, được đo bằng J/kg.K (Nhiệt dung riêng của một chất có thể cho biết 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 khác là biến thiên nhiệt độ (Độ C hoặc K)
Ví dụ: Khi nói năng suất toả nhiệt của than đá là 5.10^6 J/kg nghĩa là khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg than đá, sẽ toả ra một lượng nhiệt là 5.10^6.
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 như sau:
Chất Nhiệt dung riêng (J/kg.K) Nước 4200 Rượu 2500 Nước đá 1800 Nhôm 880 Đất 800 Thép 460 Đồng 380 Chì 130
4.1 Phương trình cân bằng nhiệt
Q thu = Q toả
4.2 Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu
Q = q.m
Trong đó:
Hình ảnh nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu
>>>XEM THÊM: : Phương trình nhiệt phân KClO3.5H2O
5.1 Bom nhiệt lượng CT2100
5.2 Bom nhiệt lượng CT5000
5.3 Bom nhiệt lượng CT6000
5.4 Bom nhiệt lượng CT7000
Đối với than: ≤ 120KJ / kg
Đối với gangue: K60 KJ / kg
Bài 1: 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
Bài 2: Một ấm điện có ghi 220V – 1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu 20 độ C. Hiệu suất đun sôi của ấm là 90%, trong đó nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước được coi là có ích.
a) Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên, cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K.
b) Tính nhiệt lượng mà ấm điện đã tỏa ra khi đó.
c) Tính thời gian cần thiết để đun sôi lượng nước trên.
Lời giải:
a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trên là:
Qi = m.c.∆t = m.c.(t2 – t1) = 4200.2.(100-20) = 672000J
b) Nhiệt lượng mà ấm đã tỏa ra khi đó là:
H = Qi/Qtp => Qtp = Qi/H = 672000/ (90/100) = 746700J
c) Thòi gian cần thiết để đun sôi lượng nước trên:
Qtp = A = P.t => t = Qtp/P = 746700/1000 ≈ 747s
Bài tập 3: Người ta đưa một miếng sắt có khối lượng 22,3 gam vào một cái lò để xác định biệt độ của lò. Khi miếng sắt có nhiệt độ bằng nhiệt độ của lò, người ta lấy ra và thả vào nhiệt kế chứa 450g, nước ở 15oC, nhiệt độ của nước tăng lên 22,5oC. Hãy xác định nhiệt độ ban đầu của lò?
Lời giải:
+ Nhiệt lượng tỏa ra:
QFe = mFe.CFe. (t2 -t) = 10,7t2 – 239,8
+ Nhiệt lượng thu vào:
QH2O = mH2O. CH2O . (t-t1) = 14107.5 (J)
+ Áp dụng phương trình cân bằng ta có:
Qtỏa = QThu
<=> 10,7 t2 – 239,8 = 14107,5
=> t2 = 1340,9 oC
Bài tập 4: Một cốc nhôm m = 100g chứa 300 nước ở nhiệt độ 20 độ C. Người ta thả vào cốc một thìa đồng khối lượng 75g vừa rút ra từ nồi nước sôi 100 độ . Hãy xác định nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt? Bỏ qua các hao phí nhiệt ra ngoài. Cho biết nhiệt dung rinrg của nước là 4190J/kg.K, của nhôm là 880 J/kg.K, của đồng là 380 J/kg.K.
Lời giải:
– Nhiệt lượng tỏa ra:
QCu = mCu. Ccu. (t2-t) = 2850 – 28,5t
– Nhiệt lượng thu vào:
QH2O = mH2O. CH2O . (t – t2) = 1257t- 25140
QAl = mAl. CAl. (t-t1) = 88t- 1760
+ Áp dụng phương trình cân bằng ta có:
Qtỏa = Qthu = 280 – 288,5t = 1257t – 25140 + 88t – 1760
=> t = 21,7 oC
Bài tập 5: Trộn ba chât lỏng không tác dụng hóa học lẫn nhau. Biết khối lượng lần lượt là m1 = 1kg. m2 = 10kg; m3 = 5kg, nhiệt độ và nhiệt dung riêng lần lượt là t1 = 6oC; c1 = 2kJ/kg.độ, t2 = -40oC; c2 = 4kJ/kg.độ, t3 = 60oC; c3 = 2kJ/kg.độ. Tìm
a/ Nhiệt độ cân bằng của hỗn hợp
b/ nhiệt lượng cần để làm nóng hỗn hợp đến 6oC
Lời giải:
a/ Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 + Q2 + Q3 = 0
c1m1(t-t1) + c2m2(t – t2) + c3m3(t – t3) = 0 => t = – 19oC
b/ Nhiệt lượng để làm nóng hỗn hợp lên đến t’ = 6o
Q = (c1m1 + c2m2 + c3m3)(t-t’) = 1300kJ
Bầu 3 tháng đầu có ăn lẩu dê được không? là mối quan tâm của…
Sức khỏe mẹ bầu là điều vô cùng quan trọng mà bạn cần phải quan…
Hạt đác rim là một trong những món ăn vặt rất được chị em yêu…
Hiệu quả điều trị của Nấm Linh chi Linh chi có công hiệu nâng cao…
Quýt là loại quả được nhiều người yêu thích và sử dụng làm món ăn…
Tôm là thực phẩm giàu chất đạm và có nhiều giá trị dinh dưỡng tốt…