Người ta thả một miếng đồng khối lượng 600g ở nhiệt độ 100oC vào 2,5kg nước. Nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 30oC. Hỏi nước nóng lên thêm bao nhiêu độ, nếu bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình đựng nước và môi trường bên ngoài?

Lời giải:

Nhiệt lượng đồng tỏa ra là:

Q1 = m1.c1.(t1 – t) = 380.0,6.(100 – 30)

Nhiệt lượng nước thu vào là:

Q2 = m2.c2.(t – t2) = 2,5.4200.(t – t2)

Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt lượng thu vào nên:

Qthu = Qtỏa ↔ Q2 = Q1

↔ 380.0,6.(100 – 30) = 2,5.4200.(t – t2)

Suy ra Δt = t – t2 = 1, 52oC

* Phương pháp giải:

Tính nhiệt lượng tăng thêm bằng 67% thế năng của nước, tức là Q=0,67mgh

Sau đó, áp dụng công thức tính nhiệt lượng Q=mcΔT để tìm độ tăng nhiệt độ ΔT

Thay các giá trị đã cho vào công thức, ta tính được ΔT=0,15K

* Lý thuyết nắm thêm

1. Khái niệm

- Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt.

- Nhiệt lượng của một vật cần thu vào để làm vật nóng lên phụ thuộc vào ba yếu tố:

+ Khối lượng của vật,

+ Độ tăng nhiệt độ của vật,

+ Chất cấu tạo nên vật.

- Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần truyền cho 1 kg chất đó để nhiệt độ tăng thêm 10C (1K). Kí hiệu là c (J/kg.K).

Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 6: Cơ sở của nhiệt động lực học quan trọng

2. Công thức

- Công thức tính nhiệt lượng vật nhận được từ vật khác hay tỏa ra cho vật khác:

ΔU = Q.

Trong đó:

+ ΔU là độ biến thiên nội năng của vật trong quá trình truyền nhiệt (J)

+ Q là nhiệt lượng vật nhận được từ vật khác hay tỏa ra cho vật khác (J)

Q > 0: Vật nhận nhiệt lượng (thu)

Q < 0: Vật truyền nhiệt lượng (tỏa)

- Công thức tính nhiệt lượng mà một lượng chất rắn hoặc chất lỏng thu vào hay tỏa ra khi nhiệt độ thay đổi:

Q = mc.Δt

Trong đó:

+ Q là nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra (J)

+ m là khối lượng chất (kg)

+ c là nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K)

+ Δt là độ biến thiên nhiệt độ (oC hoặc K)

3. Kiến thức mở rộng

- Từ công thức trên, ta có thể tính:

+ Nhiệt dung riêng của chất: c = $\frac{Q}{m∆t}$

+ Khối lượng chất: m = $\frac{Q}{c.∆t}$

+ Độ biến thiên nhiệt độ: Δt = $\frac{Q}{mc}$

- Phương trình cân bằng nhiệt:

∑Qtỏa = ∑Qthu

=> m.c. Δt = m’.c’. Δt’

=> m.c.(t1 – t) = m’.c’.(t – t2)

Trong đó:

+ Qthu là tông nhiệt lượng của các vật thu vào (J)

+ Qtỏa là tông nhiệt lượng của các vật tỏa ra (J)

+ t1 là nhiệt độ ban đầu của vật 1 (oC hoặc K) (t1 > t)

+ t2 là nhiệt độ ban đầu của vật 2 (oC hoặc K)

+ t là nhiệt độ khi cân bằng (oC hoặc K) (t > t2)

+ m là khối lượng vật 1 (kg)

+ m’ là khối lượng vật 2 (kg)

+ c là nhiệt dung riêng của vật 1 (J/kg.K)

+c’ là nhiệt dung riêng của vật 2 (J/kg.K)

- Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu như sau:

Q = q.m

Trong đó:

+ Q là nhiệt lượng tỏa ra, đơn vị là Jun (J)

+ q là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (J/kg)

+ m là khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn (kg).

Xem thêm các bài viết liên quan hay, chi tiết:

Công thức tính nhiệt lượng và cách giải các dạng bài tập (2025) chi tiết nhất

Trắc nghiệm Các nguyên lí của nhiệt động lực học có đáp án (Nhận biết)

18 câu trắc nghiệm Nội năng và sự biến thiên nội năng cực hay có đáp án