Nhiệt lượng là gì? Tổng hợp kiến thức lý thuyết về nhiệt lượng

Nhiệt lượng là một phần kiến thức quan trọng trong vật lý 8. Bài viết này Admin sẽ giúp các em hiểu rõ “nhiệt lượng là gì”, nắm trọn công thức tính nhiệt lượng và nhiều kiến thức bổ ích khác có liên quan. Bắt đầu chuyên đề về nhiệt lượng với chia sẻ dưới đây ngay thôi nào!!

Nhiệt lượng là gì?

Nhiệt lượng chính là phần nhiệt năng mất đi trong quá trình truyền nhiệt, và các vật sẽ nhận được nó. Nhiệt lượng của một vật thu vào sẽ khiến vật nóng lên thông qua 3 yếu tố là:

• Khối lượng của vật: Vật có khối lượng càng lớn thì nhiệt lượng thu vào vật sẽ càng lớn, tức là khối lượng của vật tỉ lệ thuận với nhiệt lượng thu vào.
• Độ tăng nhiệt độ: Vật có độ tăng nhiệt độ càng lớn thì nhiệt lượng thu vào vật cũng lớn theo, hay hiểu đơn giản là độ tăng nhiệt độ tỷ lệ thuận với nhiệt lượng thu vào.
• Chất cấu tạo nên vật cũng ảnh hưởng đến nhiệt lượng thu vào. Chẳng hạn như các vật dẫn nhiệt tốt sẽ thu nhiệt lượng tốt hơn các vật cách nhiệt.

Đặc điểm của nhiệt lượng là gì?

Nhiệt lượng của vật thu vào trong quá trình làm nóng sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào các yếu tố là độ tăng nhiệt độ, khối lượng của vật và nhiệt dung riêng của chất liệu tạo ra vật đó.

Công thức tính nhiệt lượng chi tiết

Công thức tính nhiệt lượng chi tiết

Để tính nhiệt lượng, các em sẽ áp dụng công thức sau:

Q = m.c.∆t

Trong đó:

• Q là nhiệt lượng mà vật thu vào hoặc tỏa ra trong quá trình truyền nhiệt
• m là khối lượng của vật
• c là nhiệt dung riêng của chất
• ∆t là độ thay đổi nhiệt độ, hay chính là sự biến thiên nhiệt độ.

Để tính độ biến thiên nhiệt độ, các em áp dụng công thức sau:

=> Nếu ∆t > 0 tức là vật tỏa nhiệt

=> Nếu ∆t < 0 tức là vật thu nhiệt

Ví dụ: Năng suất tỏa nhiệt của than đá là $$ J/kg, tức là khi đốt cháy hoàn toàn 1Kg than đá sẽ tỏa hơn $$ nhiệt lượng.

Nhiệt dung riêng của mỗi chất là khác nhau, để giúp các em tính toán dễ dàng hơn, Admin có tổng hợp và liệt kê nhiệt dung riêng của một số chất lượng gặp trong bảng dưới đây:

Nhiệt lượng đơn vị là gì?

Đơn vị đo nhiệt lượng là Jun, được ký hiệu là J. Ngoài ra, đơn vị đo khối lượng của vật thường dùng là Kg và đơn vị đo nhiệt dung riêng của chất là J/Kg.K. Các em cần lưu ý về đơn vị đo để đảm bảo viết chuẩn trong quá trình làm bài tập liên quan đến nhiệt lượng nhé!

Các yếu tố nào làm thay đổi nhiệt lượng?

Từ công thức tính nhiệt lượng được chia sẻ ở trên, các em có thể nhận thấy rằng, nhiệt lượng sẽ thay đổi khi các yếu tố sau thay đổi:

Các yếu tố nào làm thay đổi nhiệt lượng?

• Trọng lượng của vật thay đổi sẽ khiến nhiệt lượng thay đổi bởi trọng lượng tỉ lệ thuận với nhiệt lượng. Vì vậy trọng lượng vật càng lớn thì nhiệt lượng thu vào càng nhiều.
• Biến thiên của nhiệt độ cũng tỉ lệ thuận với nhiệt lượng, theo đó vật vật càng có độ biến thiên nhiệt độ lớn thì nhiệt lượng hấp thụ của vật càng cao.
• Chất cấu tạo nên vật cũng ảnh hưởng đến việc thay đổi nhiệt lượng. Bởi mỗi chất sẽ có nhiệt dung riêng khác nhau nên nhiệt lượng sẽ khác nhau.

Tóm lại, các em có thể hiểu đơn giản nhiệt lượng chính là nhiệt năng dự trữ nên nó có thể bị tác động bởi cả nhiệt dự trữ trong vật. Khi nhiệt độ cao, các phần tử trong cấu tạo của vật sẽ chuyển động nhanh hơn, điều này chính là nguyên nhân khiến nhiệt năng của vật đó càng lớn hơn. Đồng thời nhiệt của một vật bất kỳ có thể bị thay đổi thông qua các yếu tố như đối lưu, dẫn nhiệt, bức xạ,..

Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra 

Để tính nhiệt lượng tỏa ra các em sử dụng công thức:

Trong đó:

$$ là nhiệt lượng tỏa ra của vật

q là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu

m là khối lượng của nhiên liệu khi đốt cháy hoàn toàn.

Phương trình cân bằng nhiệt

Ta có phương trình cân bằng nhiệt như sau:

Trong đó:

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

Phương trình cân bằng nhiệt

Q có ích và Q toàn phần là gì?

• $$ là toàn bộ nhiệt lượng mà vật tỏa ra.
• $$ là là phần nhiệt lượng dùng vào việc có ích hay hiểu đơn giản là nhiệt lượng mong muốn.

Ví dụ: Khi một chiếc quạt điện quay, Q toàn phần chính là tổng nhiệt lượng được quạt sinh ra trong quá trình quay. Còn Q có ích chính là phần cơ năng được dùng cho mục đích quay quạt.

Giới thiệu về một số thiết bị phân tích nhiệt lượng trong than đá hiện nay

Hiện nay có khá nhiều thiết bị phân tích nhiệt lượng than đá, Admin sẽ giới thiệu đến các em một số loại cơ bản và phổ biến nhất như sau:

Thiết bị Bom nhiệt lượng CT2100

• Phạm vi đo của thiết bị: 0 - 32 000 J/g
• Độ phân giải nhiệt độ: 0,001 độ C
• Độ chính xác: 0,2%
• Sai số nhiệt lượng max với than: 160 J/g.

Thiết bị Bom nhiệt lượng CT5000

• Dải nhiệt độ: 0 - 32 MJ/kg
• Độ chính xác nhiệt độ: < 0,2%  
• Sự ổn định dài hạn: < 0,2% 
• Độ phân dải nhiệt độ: 0,0001 độ C  
• Sai số nhiệt lượng max với than: 160 J/g.

Thiết bị Bom nhiệt lượng CT6000

• Dải nhiệt lượng: 1000 - 400000 kJ/kg
• Độ chính xác nhiệt độ: < 0,1%
• Sự ổn định dài hạn: <0,2%
• Độ phân dải nhiệt độ: 0,0001 độ C
• Sai số nhiệt lượng max với than: 160J/g.

Thiết bị Bom nhiệt lượng CT7000

• Phạm vi kiểm tra: 0 - 32 MJ/kg
• Độ chính xác: ≤ 0.1%
• Ổn định lâu dài: ≤ 0,15% 
• Sai số tuyệt đối lớn nhất trong lượng nhiệt song song mẫu: Đối với than: ≤ 120 KJ/kg và đối với gangue: K60 KJ/kg 
• Thời gian thử nhiệt: Thời gian chuẩn là 7 phút và than được đo nhanh trong khoảng thời gian chính 4 phút. 
• Nhiệt độ độ phân giải: 0.0001độ C.

Các dạng bài tập về nhiệt lượng thường gặp

Các em đã hiểu nhiệt lượng là gì, trong quá trình học sẽ gặp với 2 dạng bài tập liên quan như sau:

Các dạng bài tập về nhiệt lượng thường gặp

Dạng 1: Tính nhiệt lượng

Đây là dạng bài tập cơ bản nhất, bí quyết giải bài tập này là các em cần nhớ chuẩn xác công thức tính nhiệt lượng. Nhớ rõ về các đại lượng có mặt trong công thức, sau đó dựa vào đề bài được cho để tìm ra đáp án cuối cùng.

Ví dụ: Khi nung nóng một thanh đồng có khối lượng là 250g từ $$ đến $$, biết được rằng nhiệt dung riêng của đồng là 380 J/kg.K. Hãy tính nhiệt lượng?

Giải: 

Nhiệt lượng của thanh đồng thu vào sẽ được tính bằng công thức: 

Q = m.c.Δt

Theo đề bài ta có: $$

Đổi 250g = 0,25kg

Thay vào công thức ta có nhiệt lượng thu vào của thanh đồng khi nung nóng là:

Q = m.c.Δt = 0,25.380.75 = 7125 (J)

Vậy nhiệt lượng của thanh đồng thu vào khi nung nóng là 7125 (J)

Dạng 2: Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt

Dạng bài về phương trình cân bằng nhiệt có độ khó nâng cao hơn hẳn so với dạng bài tính nhiệt lượng cơ bản bằng cách áp dụng công thức như trên đã chia sẻ. Để giải bài tập dạng này, các em cần thực hiện lần lượt theo các bước hướng dẫn sau:

• Bước 1: Tóm tắt đề bài, sau đó quy đổi các đơn vị cần thiết.
• Bước 2: Xác định vật thu nhiệt và vật tỏa nhiệt, sau đó các em tiến hành nhớ lại công thức nhiệt lượng thu vào và nhiệt lượng tỏa ra.
• Bước 3: Viết phương trình cân bằng nhiệt.
• Bước 4: Xác định các đại lượng cần tìm dựa vào phương trình cân bằng ở bước 3.
• Bước 5: Kiểm tra lại kết quả và ghi đáp số, cùng đơn vị đo chính xác.

Ví dụ: Anh A thả một miếng nhôm có khối lượng là 500g vào 500g nước. Khi đó, miếng nhôm đang ở nhiệt độ $$ nguội đi còn $$. Hỏi nước nhận được nhiệt lượng là bao nhiêu và nước nóng lên thêm bao nhiêu độ C? Biết răng nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K và nhôm là 880 J/kg.K.

Giải: 

Đổi khối lượng nhôm 500g = 0,5kg, khối lượng của nước là 500g = 0,5kg

Nhiệt lượng tỏa ra của nhôm khi cho vào nước khiến nhiệt độ giảm từ $$ xuống còn $$ như sau:

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có $$

=> Nhiệt lượng nước thu vào sẽ bằng với nhiệt lượng nhôm tỏa ra:

Nhiệt độ của nước nóng thêm là:

Vậy, nhiệt lượng mà nước nhận được là 2200 Jun và nhiệt độ nóng thêm của nước sẽ tăng thêm $$.

Như vậy, bài viết trên của Admin không chỉ giúp các em hiểu rõ “nhiệt lượng là gì?” Mà còn giúp các em nắm trọn kiến thức lý thuyết vô cùng quan trọng về nhiệt lượng. Hãy lưu những kiến thức này lại để làm nền tảng giúp các em giải bài tập lý về nhiệt lượng và luôn đạt điểm cao với các dạng bài liên quan nhé!