Công thức tính nhiệt lượng (hay, chi tiết)

Công thức tính nhiệt lượng hay nhất Vật Lí lớp 8 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi Vật Lí 8.

Bài viết Công thức tính nhiệt lượng hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính nhiệt lượng hay nhất Vật Lí 8.

1. Định nghĩa

- Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt, kí hiệu là Q.

- Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc vào 3 yếu tố: Khối lượng của vật, độ tăng nhiệt độ của vật, chất cấu tạo nên vật.

 

2. Công thức

Để tính nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào ta áp dụng công thức:

Q = m.c.Δt

Trong đó

     + m: khối lượng của vật (kg)

     + Δt = t₂−t₁: độ biến thiên nhiệt độ, tính ra °C hoặc K

     + t₂: nhiệt độ cuối của vật (°C)

     + t₁:  nhiệt độ đầu của vật (°C)

    + c: nhiệt dung riêng của chất làm nên vật (J/kg.K)

     + Q: nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra của vật (J)

- Đơn vị đo nhiệt lượng là jun (J), kilojun (kJ): 1kJ = 1000 J.

Ngoài J, kJ đơn vị của nhiệt lượng còn được tính bằng calo, kcalo (kcal):

1 kcal = 1000 calo; 1 calo = 4,2 J.

- Chú ý: 

+ Đơn vị của khối lượng phải để về kg.

+ Nếu vật là chất lỏng, bài toán cho biết thể tích V thì ta phải tính khối lượng m theo công thức: m = V.D. Trong đó đơn vị của V là m³ và của D là kg/m³.

3. Kiến thức mở rộng

- Từ công thức tính nhiệt lượng thu vào: Q = m.c.Δt, suy ra công thức tính các đại lượng còn lại:

.

- Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần truyền cho 1 kg chất đó để nhiệt độ tăng thêm 1°C, kí hiệu: c. Đơn vị: J/kg.K.

Bảng nhiệt dung riêng của một số chất

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

Nhiệt dung riêng chỉ phụ thuộc vào chất làm nên vật mà không phụ thuộc vào hình dạng, kích thước hay khối lượng của vật.

- K là đơn vị đo nhiệt độ trong thang nhiệt độ Ken-vin: Độ lớn của 1 độ trong thang nhiệt độ Kenvin bằng độ lớn của 1 độ trong thang nhiệt độ Celsius.

Đổi đơn vị nhiệt độ từ °C sang °K: T = t + 273

Trong đó:

+ T là nhiệt độ tính theo °K

+ t là nhiệt độ tính theo °C

- Trong phòng thí nghiệm, dụng cụ để xác định nhiệt lượng là nhiệt lượng kế. Nhiệt lượng kế là một bình hai vỏ, ở giữa có một lớp không khí để ngăn cản sự truyền nhiệt của các chất đặt trong bình với môi trường bên ngoài. Trong bình có một nhiệt kế và một que khuấy.

                               

4. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Để đun nóng 5 lít nước từ 20^oC lên 40^oC cần một nhiệt lượng bằng bao nhiêu?

Tóm tắt:

V = 5 lít ↔ m = 5 kg

t₁ = 20^oC; t₂ = 40^oC; c_nước = c = 4200 J/kg.K

Q = ?

Giải:

Nhiệt lượng cần cung cấp để đun nóng 5 lít nước từ 20^oC lên 40^oC  là:

Q = m.c.Δt = 5.4200.(40 – 20) = 420000J = 420kJ.

Ví dụ 2: Tính nhiệt dung riêng của một kim loại biết rằng phải cung cấp 5kg kim loại này ở 20^oC một nhiệt lượng khoảng 59kJ để nó nóng lên đến 50^oC. Kim loại đó tên là gì?

Tóm tắt:

m = 5 kg; t₁ = 20^oC; t₂ = 50^oC, Q = 59kJ = 59000J

c = ?, tên kim loại?

Giải:

Nhiệt dung riêng của một kim loại là:

Tra bảng nhiệt dung riêng của các chất, ta biết kim loại này là đồng.

5. Bài tập tự luyện

Bài 1: Người ta cung cấp cho 10 lít nước ở 15°C một nhiệt lượng là 840 kJ. Hỏi nhiệt lượng sau cùng của nước là bao nhiêu độ?

Bài 2: Tính hiệu suất của một bếp dầu, biết rằng phải tốn 120 g dầu mới đun sôi được 5 lít nước ở 25°C. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.k, năng suất tỏa nhiệt của dầu là 44.10⁶J/kg.

Bài 3: Một cái ấm bằng nhôm có khối lượng 0,3kg chứa 2lít nước ở 20⁰C. Muốn đun sôi ấm nước này cần nhiệt lượng bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng của nhôm và của nước lần lượt là: 880J/kg.K và 4200J/kg.K.

Câu 4. Thả một miếng đồng đã được nung nóng vào nước lạnh. Vật nào tỏa nhiệt, vật nào thu nhiệt ? Sau một thời gian thì nhiệt độ của nước và đồng thay đổi thế nào?

Bài 5: Để làm cho 1 kg rượu và 1 kg nước tăng nhiệt độ một lượng bằng nhau thì nhiệt lượng cần cung cấp có bằng nhau không ? Vì sao ?

Bài 6: Tính nhiệt lượng cần cung cấp để làm 1,5 lít nước tăng nhiệt độ từ 20°C đến 90°C. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kgK.

Bài 7: Tính nhiệt lượng cần cung cấp để làm cho V = 1,5 lít rượu tăng nhiệt độ từ 20°C đến 90°C. Cho biết nhiệt dung riêng của rượu là c = 2500 J/kgK và khối lượng riêng của rượu là D = 800 kg/m³.

Bài 8: Một nồi nhôm có khối lượng 500g chứa 3 lít nước đang ở nhiệt độ 20°C. Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi nồi nước trên. Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là 880 J/kgK và 4200 J/kgK. Bỏ qua mọi hao phí khác.

Bài 9. Người ta cung cấp một nhiệt lượng 6000J để một thanh kim loại tăng nhiệt độ từ 30°C lên 80°C. Bỏ qua mọi hao phí khác. Tính nhiệt dung riêng của kim loại, cho biết đó là kim loại gì ?

Bài 10: Tính nhiệt lượng cần thiết để đun 5 kg nước từ 15°C đến 100°C trong một cái thùng bằng sắt có khối lượng 1,5 kg. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K; của sắt là 460 J/kg.K.

Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 8 quan trọng hay khác:

• Công thức tính nhiệt lượng toả ra

• Công thức tính nhiệt lượng thu vào

• Phương trình cân bằng nhiệt

• Công thức tính năng suất toả nhiệt của nhiên liệu

---