Nhiệt lượng là gì? Đơn vị, công thức tính nhiệt lượng

Trong chương trình vật lý bắt đầu từ lớp 7, chúng ta đã được tiếp xúc với khái niệm nhiệt lượng. Nó chính là phần nhiệt năng mà vật nhận được hoặc mất đi trong quá trình truyền nhiệt. Để có thể hiểu rõ hơn nhiệt lượng là gì và nắm được công thức tính nhiệt lượng chính xác, các bạn đừng bỏ lỡ bài viết dưới đây nhé.

Định nghĩa nhiệt lượng là gì?

Trước khi đi tìm hiểu nhiệt lượng là gì, chúng ta cần phải biết khái niệm nhiệt năng là gì. Nhiệt năng chính là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật, ví dụ như động năng chuyển động của khối tâm của phân tử hay động năng trong dao động của các nguyên tử cấu,…. Mọi vật đều có động năng vì trong mỗi vật, các phân tử không hề đứng im mà chuyển động hỗn loạn và không ngừng. Nhờ đó mà động năng được hình thành.

Nhiệt lượng chính là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm vào hoặc bị hao hụt do quá trình truyền nhiệt. Nó được ký hiệu là Q và trong tính toán đơn vị đo của nhiệt lượng là Jun (J).

Nhiệt lượng là gì?

Công thức tính nhiệt lượng 

Nhiệt lượng được xác định theo công thức sau:

Q = m.c. ∆t

Trong đó:

• Q là giá trị nhiệt lượng (J)
• m là trọng lượng của vật (Kg)
• c là nhiệt dung riêng chất cấu tạo nên vật (J/kg.K). Nó chính là nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho một đơn vị đo lượng chất tạo được ra vật đó
• ∆t = t₂ – t₁ là độ biến thiên nhiệt độ của vật (⁰C hoặc ⁰K)

Bảng nhiệt dung riêng của một số chất thường gặp:

Công thức tính nhiệt lượng

Phương trình cân bằng nhiệt

Để có thể tính được nhiệt lượng Q khi có sự trao đổi nhiệt xảy ra, tức là có vật tóa nhiệt, có vật thu nhiệt trong sự bảo toàn năng lượng, ta cần phải có được cả hai đại lượng Q tỏa và Q thu.

Q_thu = Q_tỏa

Q_thu là tổng lượng nhiệt mà các vật thu vào.

Q_tỏa là tổng lượng nhiệt mà các vật tỏa ra. Nó được xác định bằng công thức:

Q_tỏa = q.m

Trong đó:

• Q _tỏa là nhiệt lượng tỏa ra (J)
• q là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (J/Kg)
• m là khối lượng nhiên liệu bị đốt cháy hết (Kg)

Nhiệt lượng tỏa ra

Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt lượng

Dựa vào công thức tính nhiệt lượng, chúng ta có thể thấy rằng, nhiệt lượng của một vật sẽ phụ thuộc vào 3 yếu tố, đó là:

- Trọng lượng của vật: Vật có khối lượng càng lớn thì nhiệt lượng hấp thu vào cũng càng lớn và ngược lại.

- Độ biến thiên của nhiệt độ (∆t): Độ biến thiên nhiệt độ của vật càng lớn thì nhiệt lượng mà vật thu vào cũng càng lớn và ngược lại.

• ∆t > 0 : Vật toả nhiệt
• ∆t < 0 : Vật thu nhiệt

- Chất cấu tạo nên vật: Mỗi chất có một nhiệt dung riêng khác nhau nên nhiệt lượng của chúng cũng sẽ khác nhau. Chất có nhiệt dung riêng càng lớn thì nhiệt lượng mà vật thu vào cũng càng lớn và ngược lại.

Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt lượng

Một số bài tập minh họa về công thức tính nhiệt lượng

Bài 1: Tính nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 5kg nước từ 15 ⁰C đến 100 ⁰C trong một cái thùng chứa bằng sắt có trọng lượng 1,5kg. Biết nhiệt dung riêng của nước và sắt lần lượt là 4200 J/kg.K và 460 J/kg.K.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng Q = m.c. ∆t, ta có:

Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 5kg nước từ 15 ⁰C đến 100 ⁰C là:

Q = (m_nước.c_nước + m_sắt.c_sắt) (t₂ – t₁) = (5. 4200 + 1,5. 460 ) = 1843560 J

Bài 2: Để một miếng kim loại có khối lượng 5kg tăng nhiệt độ từ 20 ⁰C lên đến 50 ⁰C, nhiệt lượng cần cung cấp là 59kJ. Tìm tên kim loại đó là gì?

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng Q = m.c. ∆t, ta có:

Nhiệt dung riêng của kim loại được tính theo công thức: c = Q/(m∆t) = 59000/(5.(50-20)) = 393J/kg.K. Dựa vào bảng nhiệt dung riêng của các chất mà ta sẽ biết kim loại cần tìm chính là đồng.

Bài 3: Truyền vào 10 lít nước một nhiệt lượng 840J. Vậy nước tăng thêm bao nhiêu ⁰C sau khi được truyền nhiệt.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng Q = m.c. ∆t, ta có: 

∆t = Q/(m.c) = 840000/(10.4200) = 20 ⁰C.

Vậy truyền 840J nhiệt lượng vào 10 lít nước sẽ làm nước tăng lên 20 ⁰C.

Bài 4: Có một ấm nước làm bằng nhôm chứa bên trong 1 lít nước với nhiệt độ nước là 20 ⁰C. Tìm nhiệt lượng cần phải cung cấp để đun sôi lượng nước trong bình?

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng Q = m.c. ∆t, ta có:

Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là:  Q = Q_ấm + Q_nước = 0,4. 880.80 + 1.4200.80 = 28160 + 336000 = 364160J.

Bài 5: Tìm nhiệt lượng cần thiết để truyền vào 5 kg đồng để làm nó thay đổi nhiệt độ từ 20 ⁰C lên 50 ⁰C.

Hướng dẫn giải:

Dựa vào công thức tính nhiệt lượng Q = m.c.Δt, ta có:

Q = 5.380.(50 - 20) = 57000(J).

Vậy nhiệt lượng cần truyền vào 5kg đồng làm nó tăng nhiệt độ từ 20 ⁰C lên 50 ⁰C sẽ là: Q = 57000 (J)

Trên đây là một số thông tin về nhiệt lượng là gì mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn đọc. Để xem thêm nhiều bài viết hơn nữa, các bạn vui lòng truy cập website https://ammonia-vietchem.vn/  và tìm hiểu chi tiết nhé

Xem thêm:

• HPLC là gì? Nguyên tắc, thành phần, phân loại, ứng dụng của HPLC

• Acetone là gì? Axeton có độc không và được dùng để làm gì