Nhiệt lượng là gì? công thức tính nhiệt lượng ra sao? Có bao nhiêu cách để có thể tính nhiệt lượng. Hãy cùng PLC tham khảo bài viết này nhé
1. Nhiệt lượng là gì?
Trước khi đi sâu tìm hiểu về nhiệt lượng, chúng ta sẽ ôn lại vài khái niệm của nhiệt và nhiệt năng để hiểu rõ hơn về nhiệt lượng.
Nhiệt là gì? Nhiệt là một dạng năng lượng dự trữ trong vật chất nhờ vào chuyển động nhiệt hỗn loạn của các hạt cấu tạo nên vật chất. Qúa trình chuyển động hỗn loạn này không ngừng và tạo ra động năng.
Nhiệt năng là gì? Nhiệt năng là tổng các động năng: động năng chuyển động của khối tâm của phân tử + điện năng trong dao động của các nguyên tử cấu tạo nên phân tử quanh khối tâm chung + động năng quay của phân tử quanh khối tâm.
Vậy nhiệt lượng là gì?
Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận được hoặc mất đi trong quá trình truyền nhiệt, chúng phụ thuộc vào 3 yếu tố:
- Khối lượng của vật: nhiệt lượng thu được càng lớn nếu như khối lượng của vật lớn.
- Độ tăng nhiệt độ: càng lớn thì nhiệt lượng mà vật thu vào cũng càng lớn.
- Chất cấu tạo nên vật.
2. Đặc điểm nổi bật của nhiệt lượng
Nhiệt lượng vật cần thu để phục vụ cho quá trình làm nóng lên phụ thuộc vào khối lượng của vật, độ tăng nhiệt độ của vật cũng như nhiệt dung riêng của chất liệu tạo nên vật.
Nhiệt lượng riêng cao: là nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 đơn vị khối lượng nhiên liệu trong bơm.
Nhiệt lượng riêng thấp: là nhiệt lượng riêng cao sau khi loại trừ đi nhiệt bốc hơi của nước giải phóng và tạo thành qua quá trình đốt cháy mẫu nhiên liệu.
Nhiệt dung của nhiệt lượng kế và lượng nhiệt cần thiết để đốt nóng nhiệt lượng kế lên đến 1oC ở điều kiện tiêu chuẩn.
3. Công thức tính nhiệt lượng
Công thức tính nhiệt lượng:
Q= m.c. ∆t
Trong đó:
Q (J): nhiệt lượng của một thu vào hoặc tỏa ra.
m (kg): khối lượng của vật.
c ( J/kg.K): nhiệt dung riêng của vật.
=>> Nhiệt dung riêng của vật là một chất có thể cho biết nhiệt lượng cần thiết để có thể làm cho 1kg chất đó tăng thêm 1 độ C.
∆t (độ C hoặc độ K): biến thiên nhiệt độ hay còn gọi là sự thay đổi nhiệt độ. Với công thức tính ∆t = t2-t1. Khi đó ta có hai trường hợp để phân biệt:
- ∆t>0: vật tỏa nhiệt.
- ∆t<0: vật thu nhiệt.
Phương trình cân bằng nhiệt:
Qthu = Qtỏa
Trong đó:
- Q thu: tổng nhiệt lượng của các vật khi thu vào.
- Q tỏa: tổng nhiệt lượng của các vật khi tỏa ra.
Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở:
Q = RI2tQ=RI2t
Trong đó:
Q (J): nhiệt lượng tỏa ra
R (Ω): điện trở.
I (A): cường độ dòng điện.
t (s): thời gian tỏa ra nhiệt lượng
Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu:
Q=q.mQ=q.m
Trong đó:
Q (J): nhiệt lượng tỏa ra
q (J/kg): năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu.
m (kg): khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn.
4. Bài tập công thức tính nhiệt lượng
Bài tập 1: Cho 5kg đồng, hãy tính nhiệt lượng cân truyền để nhiệt độ có thể tăng từ 20℃ – 50℃. Áp dụng công thức tính nhiệt lượng để tính.
- Bước đầu xác định các thành phần với m=5kg; c = 380; ∆t = 30.
- Áp dụng công thức tính nhiệt lượng: Q= m.c. ∆t = 5.380.30 = 57000 (J).
Bài tập 2: Cho vật X có khối lượng m(kg), biết rằng nhiệt dung riêng của vật là C (J/kg.0C) để tăng nhiệt độ từ t01C−t02C. Hãy tính nhiệt lượng cần truyền và nhiệt lượng tỏa ra.
- Áp dụng công thức tính nhiệt lượng: Q=m.C.Δt. Suy ra nhiệt lượng cần truyền.
- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Qthu=Qtỏađể suy ra nhiệt lượng tỏa ra.
Bài tập 3: Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở R = 80Ω và cường độ dòng điện chạy qua bếp khi đó là I = 2,5A.
a) Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1 giây.
b) Dùng bếp điện để đun sôi 1,5l nước có nhiệt độ ban đầu là 25 độ C thì sẽ mất 20 phút để đun sôi nước. Coi rằng nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước là có ích, hãy tính hiệu suất của bếp. Nhiệt dung riêng của nước là C = 4 200J/kg.K.
c) Thời gian sử dụng bếp điện mỗi ngày là 3 giờ. Tính tiền điện phải trả trong 30 ngày cho việc sử dụng bếp điện, nếu giá 1kW.h là 700 đồng.
Giải:
a) Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1 giây: Q = I2.R.t = 2,52.80.1 = 500J.
b) Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 20 phút = Qtp = Q.20.60 = 600000J.
Áp dụng công thức tính nhiệt lượng cần để đun sôi lượng nước: Qi = m.c.∆t = m.c.(t2 – t1) = 4200.1,5.(100 – 25) = 472500J.
Hiệu suất của bếp: H = Qi/Qtp = 472500/600000 = 78,75 %.
c) Lượng điện năng mà bếp tiêu thụ trong 30 ngày, tính theo đơn vị kW.h là:
A = P.t = 500.30.3 = 45000 W.h = 45 kW.h
Vậy số tiền điện phải trả là:
T = 45.700 = 315000 đồng
>>> Tham khảo: Điện trở nhiệt cấu tạo và phân loại
Bài viết mới cập nhật
VNC là gì? Tổng quan về Virtual Network Computing
VNC là gì? Tổng quan về Virtual Network Computing được tổng hợp qua bài viết
Th8
Tổng quan về giao thức DeᴠiceNet
Giao thức DeᴠiceNet là một khái niệm quen thuộc trong lĩnh vực ứng dụng mạng
Th8
Giao thức HART là gì? Tính năng và ứng dụng
Giao thức HART là gì? Với sự phát triển không ngừng của tự động hóa
Th8
Modbus là gì? Khái niệm và phân loại
Modbus là gì? Nhiều bạn đã nghe qua các khái niệm về RS232, RS485 thì
Th8
Auto CAD là gì? Lợi ích và ứng dụng
Auto CAD là gì? Nếu bạn là dân thiết kế, dân kỹ thuật thì chắc
Th8
React là gì? giới thiệu về ReactJS
React là gì? React là một thư viện JavaScript đang nổi lên thời gian gần
Th7
Debug là gì? Kỹ năng Debug cơ bản
Debug là gì? Kỹ năng Debug cơ bản mà các lập trình viên ai ai
Th7
Workflow là gì? Các bước xây dựng Workflow hiệu quả
Workflow là gì? Quy trình này đã mang lại hiệu quả như thế nào cho
Th7