Nhiệt lượng là gì? Chúng có những đặc điểm như thế nào, công thức tính ra sao? Bài viết này, Hóa chất VietChem sẽ chia sẻ chi tiết tới bạn những thông tin xung quanh cùng 1 số bài tập vận dụng để hiểu hơn về chúng.
1. Nhiệt lượng là gì?
Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất đi trong quy trình truyền nhiệt.
Nhiệt lượng của 1 vật thu vào để khiến nóng lên phụ thuộc vào bố chi tiết sau:
- Khối lượng của vật: Trường hợp khối lượng của vật càng lớn thì nhiệt lượng của vật thu vào cũng càng lớn.
- Độ nâng cao nhiệt độ: Càng lớn thì nhiệt lượng mà vật thu vào cũng càng lớn.
- Chất cấu tạo nên vật.
Nhiệt lượng là gì
2. Những đặc điểm nổi bật của nhiệt lượng
- Nhiệt lượng vật cần thu để chuyên dụng cho cho quy trình khiến nóng lên phụ thuộc hoàn toàn vào khối lượng của vật, độ nâng cao nhiệt độ của vật cũng như nhiệt dung riêng của chất liệu khiến ra vật.
- Nhiệt lượng riêng cao: Tức nhiệt lượng tỏa ra lúc đốt cháy hoàn toàn 1 đơn vị khối lượng nhiên liệu trong bơm.
- Nhiệt lượng riêng thấp: Tức nhiệt lượng riêng cao loại trừ nhiệt bốc khá của nước được giải phóng và tạo thành trong cả quy trình đốt cháy mẫu nhiên liệu.
- Nhiệt dung của nhiệt lượng kế và lượng nhiệt cần thiết để đốt nóng nhiệt lượng kế lên 1oC tại điều kiện tiêu chuẩn (còn gọi là giá trị nước của nhiệt lượng kế).
Những đặc điểm nổi bật của nhiệt lượng
3. Công thức tính nhiệt lượng
Nhiệt lượng được tính bằng công thức sau:
Q = m.c.∆t
Trong ấy:
Q: là nhiệt lượng mà vật thu vào hoặc toả ra. Có đơn vị là Jun (J).
m: là khối lượng của vật, được đo bằng kg.
c: là nhiệt dung riêng của chất, được đo bằng J/kg.Okay (Nhiệt dung riêng của 1 chất có thể cho biết nhiệt lượng cần thiết để có thể khiến cho 1kg chất ấy nâng cao thêm 1 độ C).
∆t là độ thay đổi đổi nhiệt độ hay nói khác là biến thiên nhiệt độ (Độ C hoặc Okay)
- ∆t = t2 – t1
- ∆t > 0 : vật toả nhiệt
- ∆t < 0 : vật thu nhiệt
Dí dụ: Lúc nói năng suất toả nhiệt của than đá là 5.10^6 J/kg nghĩa là lúc đốt cháy hoàn toàn 1 kg than đá, sẽ toả ra 1 lượng nhiệt là 5.10^6.
Nhiệt dung riêng thường được dùng để tính toán nhiệt lượng trong quy trình gia công vật liệu xây dựng và chuyên dụng cho cho việc chọn lựa những vật liệu trong chạm nhiệt. Bảng nhiệt dung riêng của 1 số chất thường gặp như sau:
Chất Nhiệt dung riêng (J/kg.Okay) Nước 4200 Rượu 2500 Nước đá 1800 Nhôm 880 Đất 800 Thép 460 Đồng 380 Chì 130
4. Phương trình cân bằng nhiệt & Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra
4.1 Phương trình cân bằng nhiệt
Q thu = Q toả
- Q thu: là tổng nhiệt lượng của những vật lúc thu vào.
- Q tỏa: tổng nhiệt lượng của những vật lúc tỏa ra.
4.2 Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra lúc đốt cháy nhiên liệu
Q = q.m
Trong ấy:
- Q: là nhiệt lượng tỏa ra của vật (J).
- q: là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (J/kg)
- m: là khối lượng của nhiên liệu lúc bị đốt cháy hoàn toàn được tính bằng kg.
Hình ảnh nhiệt lượng tỏa ra lúc đốt cháy nhiên liệu
>>>XEM THÊM: : Phương trình nhiệt phân KClO3.5H2O
5. Những thiết bị phân tách nhiệt lượng trong than đá phổ thông}
5.1 Bom nhiệt lượng CT2100
- Phạm vi đo: 0- 32 000 J/g.
- Độ phân giải nhiệt độ: 0,001 oC.
- Độ chính xác: 0,2%.
- Sai số nhiệt lượng max có than: 160 J/g.
5.2 Bom nhiệt lượng CT5000
- Sự chính xác nhiệt độ: <0,2%.
- Sự ổn định dài hạn: <0,2%.
- Độ phân dải nhiệt độ: 0,0001 oC.
- Dải nhiệt độ: 0 – 32 MJ/KG.
- Sai số nhiệt lượng max có than: 160 J/g.
5.3 Bom nhiệt lượng CT6000
- Sự chính xác nhiệt độ: <0,1%.
- Sự ổn định dài hạn: <0,2%.
- Độ phân dải nhiệt độ: 0,0001 oC.
- Dải nhiệt lượng: 1000 – 400000 kJ/kg.
- Sai số nhiệt lượng max có than: 160J/g.
5.4 Bom nhiệt lượng CT7000
- Độ chính xác: ≤0.1%.
- Ổn định thời gian dài dài: ≤ 0,15%.
- Sai số tuyệt đối lớn nhất trong lượng nhiệt đồng thời mẫu:
Đối có than: ≤ 120KJ / kg
Đối có gangue: K60 KJ / kg
- Thời kì thử nhiệt: Thời kì chuẩn là 7 phút (tổng cùng 12-19 phút) và than được đo nhanh trong khoảng thời kì chính (4 phút).
- Nhiệt độ độ phân giải: 0.0001°C.
- Phạm vi đánh giá: 0- 32 MJ/KG.
6. 1 số bài tập vận dụng về nhiệt lượng
Bài 1: 1 bếp điện lúc hoạt động bình thường có điện trở R = 80Ω và cường độ dòng điện chạy qua bếp lúc ấy 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 phân phối để đun sôi nước là có ích, hãy tính hiệu suất của bếp. Nhiệt dung riêng của nước là C = 4 200J/kg.Okay.
c) Thời kì dùng bếp điện từng ngày là 3 giờ. Tính tiền điện nên trả trong 30 ngày cho việc dùng bếp điện, giả dụ giá 1kW.h là 700 đồng.
Lời 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
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 nên trả là:
T = 45.700 = 315000 đồng
Bài 2: 1 ấm điện có ghi 220V – 1000W được dùng có hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu 20 độ C. Hiệu suất đun sôi của ấm là 90%, trong ấy nhiệt lượng phân phối để đun sôi nước đước coi là có ích.
a) Tính nhiệt lượng cần phân phối để đun sôi lượng nước trên, cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.Okay.
b) Tính nhiệt lượng mà ấm điện đã tỏa ra lúc ấy.
c) Tính thời kì cần thiết để đun sôi lượng nước trên.
Lời giải:
a) Nhiệt lượng cần phân phối để đun sôi lượng nước trên là:
Qi = m.c.∆t = m.c.(t2 – t1) = 4200.2.(100-20) = 672000J
b) Nhiệt lượng mà ấm đã tỏa ra lúc ấy là:
H = Qi/Qtp => Qtp = Qi/H = 672000/ (90/100) = 746700J
c) Thòi gian cần thiết để đun sôi lượng nước trên:
Qtp = A = P.t => t = Qtp/P = 746700/1000 ≈ 747s
