Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra và bài tập ứng dụng

Nhiệt lượng là kiến thức vật lý mà các bạn học sinh phải làm quen từ những năm học cấp 2. Để hỗ trợ các bạn có thể hiểu nhanh và giải nhanh các bài tập nằm trong phần này, hôm nay Wiki Cách Làm sẽ mang đến cho bạn những khái niệm cũng như các công thức tính nhiệt lượng quan trọng thông qua các bài tập cơ bản nhất. Hi vọng chúng sẽ giúp ích cho bạn trên chặng đường chinh phục môn vật lý nhé!

Nhiệt lượng là gì?

Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật được nhận thêm hay mất bớt đi. Đơn vị của nhiệt lượng chính là Jun, kí hiệu là J.

Trong đó nhiệt lượng của vật khi thu vào để nóng lên phụ thuộc vào khối lượng, độ tăng nhiệt độ, nhiệt dung riêng của chất làm nên vật đó. Vậy ở đây có 3 yếu tố chính mà cần lưu ý khi nhắc đến nhiệt lượng:

• Khối lượng của vật: Khối lượng của vật càng lớn thì nhiệt lượng mà vật thu vào càng lớn.
• Độ tăng nhiệt độ của vật: Độ tăng nhiệt độ càng lớn thì nhiệt lượng mà vật thu vào càng lớn.
• Chất làm nên vật.

Nhiệt dung riêng là gì?

Nhiệt dung riêng là nhiệt lượng cần có cho một đơn vị đo lường chất đó để nóng lên thêm một đơn vị đo độ.

Đơn vị của nhiệt dung riêng là Jun trên ki-lô-gram và trên Kelvin, kí hiệu là J/ kg.K.

Dưới đây là bảng nhiệt dung riêng để các bạn ứng dụng vào việc giải bài tập nhiệt lượng nhé!

Ví dụ: Để đun nóng 1 kg nước đá và tăng thêm 1 độ C thì bạn cần dùng 1800J, lúc này 1800J được gọi là nhiệt dung riêng của nước đá.

Công thức tính nhiệt lượng

Q = m . c . ∆t

Trong đó:

• Q là nhiệt lượng (J),
• m là khối lượng của vật (kg),
• ∆t là độ tăng nhiệt của vật (⁰C hoặc K),
• c là nhiệt dung riêng của chất làm vật (J/kg.K).

Phương trình cân bằng nhiệt

Q thu = Q toả

Trong đó:

• Q thu là tổng nhiệt lượng của các vật thu vào.
• Q tỏa là tổng nhiệt lượng của các vật tỏa ra.

Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nguyên liệu

Q = q.m

Trong đó:

• Q là nhiệt lượng tỏa ra(J).
• q là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (J/kg).
• m là khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn tính bằng kg.

Bài tập nhiệt lượng đơn giản có lời giải

Bài tập 1

Một ấm nhôm chứa 1 lít nước và chứa được khối lượng 400g. Để đun sôi nước cần tối thiểu nhiệt lượng là bao nhiêu, biết được nhiệt độ ban đầu của nước và ấm là 25°C.

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng

Ta có:

Q = Q ấm + Q nước = 0,4.880.80 + 1.4200.80 = 28166 + 336000 = 364160 (J)

Vậy nhiệt lượng tối thiểu để đun sôi nước là 364160J.

Bài tập 2

Có một ấm làm bằng nhôm có bên trong 1 lít nước với nhiệt độ nước là 20 độ C. Tìm nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi lượng nước trong bình?

Hướng dẫn giải

Nhiệt lượng cần có để đun sôi nước là  Q = Q ấm + Q nước = 0,4. 880.80 + 1.4200.80 = 28160 + 336000 = 364160J.

Bài tập 3

Truyền vào 100g chì nguồn nhiệt lượng 260J,khi đó chì sẽ thay đổi nhiệt độ từ 15 độ C lên 35 độ C. Hãy tính nhiệt dung riêng của chì?

Hướng dẫn giải

Q = m.c.(t2-t1) = C.(t2 – t1) Từ đó suy ra C = 13J/K và c = 130J/kg.K

Bài tập 4

Khi ta cần đun nóng 5 l nước từ 30°C lên 45°C cần bao nhiêu nhiệt lượng?

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng

Ta có:

Q = mc∆t = 5. 4200. 20 = 420 000 J tương đương bằng với 420 kJ

Vậy ta có thể trả lời như sau để đun nóng 5 l nước từ 30°C lên 45°C cần 420kJ

Bài tập 5

Tìm tên kim loại biết phải cung cấp cho 5kg kim loại nguồn nhiệt lượng 59kJ để kim loại này tăng từ 20 độ C lên đến 50°c. Kim loại đó là gì?

Hướng dẫn giải

Nhiệt dung riêng của kim loại được tính ra theo công thức: c = Q/mt= 59000/5(50-20) = 393J/kg.K. Dựa vào bảng nhiệt dung riêng mà ta sẽ biết kim loại đang được đề cập đến đó là đồng.

Bài tập 6

Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun 5 kg nước thay đổi nhiệt độ 15 độ C đến 100 độ C với cái thùng sắt khối lượng 1,5 kg. Biết nhiệt dung riêng nước là 4200 J/kg.K, nhiệt dung riêng của sắt là 460 J/kg.K.

Hướng dẫn giải

Q = (m1c1 + m2c2)(t2 – t1) = 1843650 J.

Trên đây là những công thức tính nhiệt lượng quan trọng mà các bạn cần ghi nhớ để vận dụng cho các bài tập cơ bản và nâng cao. Chúc các bạn đạt kết quả cao trong các kì thì và đừng quên theo dõi những bài viết mới từ Wiki Cách Làm nhé!