Công thức tính nhiệt lượng và bài tập có lời giải từ A – Z

Bạn có bài tập tính nhiệt lượng của một chất nhưng chưa biết cách tính? Chính vì vậy mà trong bài viết dưới đây, TRƯỜNG THPT CHUYÊN LAM SƠN chia sẻ lý thuyết Nhiệt lượng là gì?? Công thức tính nhiệt và các bài tập có lời giải chi tiết cho các bạn tham khảo

Nhiệt lượng là gì?

Nhiệt lượng là nhiệt lượng mà vật thu được hoặc mất đi trong quá trình truyền nhiệt. Ký hiệu là Q.

Nhiệt lượng mà một vật cần thu được để nóng lên phụ thuộc vào 3 yếu tố:

• Khối lượng của vật thể
• Sự tăng nhiệt độ của vật thể
• Các chất tạo nên sự vật

Đơn vị nhiệt

Ngoài J, đơn vị nhiệt lượng kJ còn được tính bằng calo, Kcal

• 1 Kcal = 1000 calo; 1 calo = 4,2 J

Công thức tính nhiệt

Công thức tính độ tăng nhiệt: Q = mc t

Trong đó:

• Q là nhiệt lượng mà vật hấp thụ (J)
• m là khối lượng của vật (kg)
• c là nhiệt dung riêng của chất tạo nên vật (J / kg.K)
• t là độ tăng nhiệt độ của vật (° C hoặc ° K): t = t₂ – t_{đầu tiên} với T_{đầu tiên} là nhiệt độ ban đầu, t₂ là nhiệt độ cuối cùng. ∆t> 0: vật toả nhiệt. t <0: thu nhiệt

Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở

Q = RI²t

Trong đó:

• Q: nhiệt tỏa ra (J)
• R: điện trở (Ω)
• I: cường độ dòng điện
• t: thời gian tỏa nhiệt

Tìm hiểu thêm: [ Công Suất Tiêu Thụ, Công Suất Điện ] 100% công thức tiêu chuẩn

Công thức tính nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy nhiên liệu

Q = qm

Trong đó:

• Q: nhiệt tỏa ra (J)
• q: nhiệt dung của nhiên liệu (J / kg)
• m: khối lượng nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn (kg)

Phương trình cân bằng nhiệt

Q_{sưu tầm} = Q_{phát xạ}

Trong đó:

• Q_{sưu tầm}: tổng nhiệt của các vật tới
• Q_{phát xạ}: nhiệt lượng toàn phần của các vật tỏa ra

Bài tập giải tích có lời giải

Ví dụ 1: Để kiểm tra mối quan hệ giữa nhiệt lượng mà một vật cần thu vào để nóng lên và khối lượng của vật, người ta có thể làm thí nghiệm vẽ trên hình 24.1. Dùng đèn cồn lần lượt đun nóng 2 lượng nước khác nhau 50 g và 100 g đựng trong 2 cốc giống nhau, sao cho nước trong cốc nóng thêm 20oC. Thí nghiệm được thực hiện và kết quả thu được được ghi vào bảng 24.1.

Trong thí nghiệm trên, yếu tố nào trong hai cốc được giữ nguyên, yếu tố nào thay đổi? Tại sao phải làm như vậy? Tìm số chính xác cho các ô trống trong hai cột cuối cùng của bảng. Biết rằng nhiệt lượng do ngọn lửa truyền cho nước tỉ lệ thuận với thời gian đun nấu.

Câu trả lời:

Độ tăng nhiệt độ và chất (nước) được giữ như nhau trong hai cốc.

Thay đổi âm lượng.

Làm như vậy bạn sẽ hiểu được mối quan hệ giữa nhiệt lượng và khối lượng.

Chúng tôi có: m_{đầu tiên} = .m₂ và Q_{đầu tiên} = .Q₂.

Ví dụ 2: Một ấm nhôm khối lượng 0,5 kg đựng được 2 lít nước ở 25⁰C. Cần bao nhiêu nhiệt lượng để đun sôi ấm nước này?

Câu trả lời

Ta có 2 lít nước có khối lượng m1 = VD = 0,002.1000 = 2 kg (2 lít = 0,002 m³Dwater = 1000)

Khi nước sôi, nhiệt độ của ấm và của nước bằng 1000C.

Nhiệt lượng cần dùng để đun nước lên 1000C là:

Q_{đầu tiên} = m_{đầu tiên}.C_{đầu tiên}.Δt = 2.4200. (100 – 25) = 630000 J = 630 (kJ)

– Nhiệt lượng cần thu để ấm lên 1000C là:

Q2 = m₂.C₂.Δt = 0,5.880. (100 – 25) = 33000 J = 33 (kJ)

Nhiệt lượng toàn phần cần thiết là: Q = Q1 + Q2 = 630 + 33 = 663 kJ.

Ví dụ 3: Người ta cho ba cốc giống nhau một nhiệt lượng như nhau. Cốc 1 đựng rượu, cốc 2 đựng nước, cốc 3 đựng nước đá có thể tích bằng nhau. So sánh độ tăng nhiệt độ của các cốc trên. Biết rằng nước đá chưa tan.

Câu trả lời

Vì nhiệt lượng cung cấp cho ba cốc thủy tinh có khối lượng bằng nhau như nhau nên nhiệt độ tăng tỉ lệ nghịch với nhiệt dung riêng c.

Tôi có C_nc > c_rượu tốt₂ > c_{đầu tiên} t_{đầu tiên} > t₂

Khi so sánh cốc (2) và cốc (3) thì ở cốc (3) nước đá chưa tan hết nên phải tốn rất nhiều nhiệt để làm nước đá tan chảy (nhiệt nóng chảy) mà không làm tăng nhiệt độ của cốc. Vậy cốc (2) có độ tăng nhiệt lớn hơn cốc 3.

Vì vậy: t_{đầu tiên} > t₂ > t₃

Ví dụ 4: Đầu thép của búa máy khối lượng 12 kg nóng lên 20^oC sau 1,5 phút hoạt động. Cho rằng chỉ có 40% cơ năng của búa được chuyển thành nhiệt năng của đầu búa. Tính công và công của búa. Lấy nhiệt dao động riêng của thép là 460J / kgK.

Câu trả lời

Nhiệt lượng mà đầu búa nhận được là:

Q = mcΔt = 12.460.20 = 110400J

Chỉ có 40% cơ năng của búa chuyển thành nhiệt năng của đầu búa nên công do búa thực hiện trong 1,5 phút là:

A = (Q.100): 40 = (110400,100): 40 = 276000J

Sức mạnh của búa là:

P = A / t = 276000: 90 = 3076 W

Ví dụ 5: Một ấm đồng 300g chứa 1 lít nước ở 15^oC. Sau bao lâu thì nước trong ấm bắt đầu sôi? Trung bình mỗi giây bếp truyền một nhiệt lượng 500J cho ấm. Bỏ qua sự mất nhiệt ra môi trường xung quanh.

Câu trả lời

Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi một ấm đun nước:

Q = Q_{ấm áp} + Q_{Quốc gia} = (mc + m_n.C_n). (t₂ – t_{đầu tiên})

= (0,3.380 + 1.4200). (100 – 15) = 366690J.

Giờ nấu ăn:

t = Q / Q₀ = 366690: 500 = 733,38 giây = 12 phút 14 giây

Hi vọng sau khi đọc bài viết của chúng tôi, các bạn có thể nắm được công thức tính nhiệt lượng để áp dụng vào việc làm bài một cách nhanh chóng và đơn giản.