Nhiệt năng, nhiệt lượng là gì? – Bài tập, ứng dụng trong đời sống

Ghi chú: Tài liệu trích dẫn

Nhiệt năng, nhiệt lượng là gì? Là các câu hỏi mà chúng tôi nhận được nhiều trong thời gian qua. Để có câu trả lời chính xác và đầy đủ nhất, quý bạn đọc đừng bỏ lỡ bất kỳ nội dung thông tin nào trong bài viết dưới đây của chúng tôi.

Tìm hiểu chi tiết về nhiệt năng

Nhiệt năng là gì?

Trước khi tìm hiểu khái niệm nhiệt năng là gì bạn cần phải hiểu định nghĩa nhiệt là gì?

Nhiệt là một dạng năng lượng dự trữ trong vật chất nhờ vào sự chuyển động nhiệt hỗn loạn của các hạt cấu tạo nên vật chất. Các phân tử cấu tạo nên vật chất thường chuyển động một cách hỗn loạn không ngừng nhờ đó chúng có động năng.

Nhiệt năng của vật là tổng thể của động băng bao gồm động năng chuyển động của khối tâm của phân tử, động năng trong dao động của nguyên tử cấu tạo nên phân tử xung quanh tâm chung và động năng quay của phân tử quanh khối tâm.

Hiểu một cách đơn giản nhiệt năng là tổng động năng của các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên vật. Có 2 cách để thay đổi nhiệt năng đó là thực hiện công và truyền nhiệt.

Ví dụ: Khi ta chạm tay vào thanh đồng lạnh, tay bạn sẽ thấy lạnh. Đây là hình thức thay đổi nhiệt năng bằng cách truyền nhiệt.

Mối quan hệ giữa nhiệt năng là nhiệt độ

Không giống như các đại lượng vật lý khác, khái niệm nhiệt độ rất rộng gồm nhiều lĩnh vực khác nhau cùng liên quan. Theo đó, nhiệt độ là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự nóng lạnh của một vật thể.

Nhiệt năng và nhiệt độ có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, phụ thuộc nhau. Nhiệt năng của một vật sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ càng cao thì nhiệt năng càng lớn và ngược lại. Khi nhiệt độ tăng cao, các phân tử có trong vật chất sẽ chuyển động nhanh hơn, nhiệt độ càng cao thì tốc độ chuyển động của phân tử càng nhanh khiến cho nhiệt năng của vật càng lớn.

Ứng dụng của nhiệt năng trong cuộc sống

Để cuộc sống của con người tồn tại, năng lượng là yếu tố quan trọng không thể thiếu. Năng lượng tồn tại dưới nhiều dạng cụ thể như:

Điện năng: Gồm năng lượng của dòng điện do các phân tử điện chuyển động theo một hướng.

Cơ năng: Đây là nguồn năng lượng của các chuyển động cơ học với 2 hình thức chuyển động là thế năng và động năng.

Nhiệt năng: Là nguồn nhiệt được tạo ra do các phân tử của vật chuyển động.

Trong những năng lượng kể trên nhiệt năng là năng lượng được con người ứng dụng nhiều trong cuộc sống và sản xuất. Được ứng dụng để phục vụ cho nhiều nhu cầu của con người đó là:

Ứng dụng trong các thiết bị như bếp ga, bếp từ,..

Ứng dụng trong các thiết bị nóng lạnh, bình đun nước,…

Ứng dụng trong sản xuất gối sưởi, lò sưởi, quạt sưởi,…

Ứng dụng trong máy sấy, máy hút ẩm, tủ sấy,….

Trong các ứng dụng của điện năng trên đây đều có sự chuyển hóa năng lượng diễn ra giữa điện năng sang cơ năng và nhiệt năng. Vậy nên, chúng ta có thể thấy các nguồn năng lượng có mối liên hệ chặt chẽ với nhau.

Tìm hiểu chi tiết về nhiệt lượng

Nhiệt lượng là gì?

Nhiệt lượng được hiểu là một phần nhiệt năng mà vật sẽ nhận được hay mất đi trong quá trình truyền nhiệt. Nhiệt lượng của 1 vật phụ thuộc vào 3 yếu tố:

Khối lượng của vật: Nếu khối lượng của vật càng lớn thì nhiệt lượng của vật thu vào càng lớn và ngược lại.

Độ tăng nhiệt độ: Khi nhiệt độ của vật càng tăng thì nhiệt là vật thu vào càng lớn

Chất cấu tạo nên vật.

Công thức tính nhiệt lượng

Nhiệt lượng có công thức tính:

Q = m.c.∆t

Trong đó:

Q là nhiệt lượng mà vật tỏa ra hoặc thu về. Có đơn vị là Jun (J)

m là khối lượng của vật, đơn vị kilogram (kg)

c là nhiệt dung riêng của vật chất, đo bằng J/kg.K

∆t là độ tăng nhiệt của vật ( độ C hoặc K)

Nhiệt dung của 1 chất có thể cho bạn biết nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1 kg chất tăng thêm 1 độ C. ∆t chính là độ thay đổi nhiệt độ. Hay nói cách khác dây chính là sự biến thiên nhiệt độ ( Độ C hoặc K):

∆t= t2-t1

∆t > 0: vật tỏa nhiệt

∆t < 0: vật thu nhiệt.

Ví dụ: Năng suất toả nhiệt của than đá là 5.10^6 J/kg nghĩa là khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg than đá thì sẽ tỏa ra lượng nhiệt là 5.10^6.

Một số bài tập về nhiệt lượng

Bài tập 1:

Kể tên các hình thức truyền nhiệt

Tính nhiệt lượng cần thiết để đun 4kg nước từ 15 độ C lên 100 độ C trong một cái thùng bằng sắt có khối lượng 2kg. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg, nhiệt dung riêng của sắt là 460 J/kg.

Bài tập 2:

Một bình nhôm có khối lượng 1,8kg chứa 3kg nước ở nhiệt độ 30 độ C. Sau đó, người ta thả vào bình miếng sắt có khối lượng 0,3kg đã được nung nóng tới 400 độ C. Hãy xác tính độ của nước khi bắt đầu. Biết nhiệt dung riêng của nhôm 896 J/kg.K ; của nước là 4,18.10^3 J/kg.K và của sắt là 0,46.10^3 J/kg.K.

Bài tập 3:

Dùng bếp than để đun sôi 3 lít nước có nhiệt độ ban đầu là 30 độ C đựng trong ấm nhôm có khối lượng là 500g. Biết, hiệu suất của bếp than là 35%, nhiệt dung riêng của nhôm là 880 J/kg.K ; của nước là 4200 J/kg.K ; năng suất toả nhiệt của than là 27.10^6 J/kg. Hãy tính khối lượng than đá cần sử dụng.

Hy vọng với nội dung thông tin trong bài viết “Nhiệt năng, nhiệt lượng là gì? – Bài tập, ứng dụng trong đời sống” sẽ hữu ích đối với bạn. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào cần được hỗ trợ, hãy comment phía dưới, nhân viên tư vấn sẵn sàng hỗ trợ bạn.