[2023] Nhiệt lượng là gì? Phân loại biên độ nhiệt chi tiết (PHẢI XEM)

Khái niệm về nhiệt lượng, chúng ta đã được học từ lớp 7, lớp 8 trong môn vật lý học. Vậy anh em có còn nhớ nhiệt lượng là gì? Cách tính như thế nào hay không? Nếu không nhớ rõ thì anh em có thể tham khảo bài viết chi tiết từ a-z dưới đây để ôn lại kiến thức cũng nhanh nhất nhé:

Nhiệt lượng là gì?

Nhiệt lượng là quá trình mà vật thể nào đó nhận được hoặc bị hao hụt một phần nhiệt năng trong quá trình truyền nhiệt. Một vật thể có khả năng thu nhiệt lượng vào để làm nóng lên sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như sau:

• Khối lượng của vật thể: Trong trường hợp vật thể có khối lượng lớn thì nhiệt lượng thu vào càng lớn.
• Mức độ tăng nhiệt độ: Tương tự như trên, vật thể có nhiệt độ tăng cao thì nhiệt lượng thu vào cũng lớn hơn.
• Chất cấu tạo nên vật thể.

Trong tính toán, người ta quy ước nhiệt lượng được ký hiệu là Q. Với đơn vị tính của nhiệt lượng là J.

→ Đặc điểm nhiệt lượng

Để phục vụ cho quá trình làm nóng thì nhiệt lượng của vật thể thu được sẽ phụ thuộc vào khối lượng của vật đó. Đồng thời là mức độ tăng nhiệt của vật giống với nhiệt dung riêng của chất liệu cấu tạo thành vật đó. Trong đó, người ta phân loại nhiệt lượng như sau:

• Nhiệt lượng riêng cao: Khi thực hiện quá trình đốt cháy của một đơn vị khối lượng nhiên liệu trong bơm thì nhiệt lượng sẽ tỏa ra.
• Nhiệt lượng riêng thấp: Khi nhiệt lượng riêng cao loại bỏ và giải phóng nhiệt độ bốc hơi của nước. Đồng thời nó còn được hình thành trong quá trình khi chúng ta đối cháy mẫu nhiên liệu.

Mặt khác, nhiệt lượng còn có đặc điểm là nhiệt dung của nhiệt lượng kế và lượng nhiệt cần thiết. Khi đáp ứng đủ điều kiện tiêu chuẩn thì nó sẽ đốt nóng nhiệt lượng kế lên 1oC.

→ Công thức tính nhiệt lượng

Để tính nhiệt lượng, anh em áp dụng công thức sau đây:

Q = m.c.∆t

Trong đó:

• Q: Nhiệt lượng mà vật thể thu vào hoặc mất đi, được đo bằng đơn vị J.
• m: Khối lượng của vật thể, được đo bằng đơn vị kg.
• c: Nhiệt dung riêng của chất, được đo bằng đơn vị J/kg.K
• ∆t : Biến thiên nhiệt độ, được đo bằng nhiệt độ C hoặc độ K. Có điều kiện như sau:
  • ∆t = t2 - t1.
  • ∆t > 0: Vật thể tỏa ra nhiệt độ.
  • ∆t < 0: Vật thể hấp thụ nhiệt độ.

Để tính toán nhiệt lượng trong quá trình gia công vật liệu xây dựng, đồng thời chọn vật liệu trong chạm nhiệt. Anh em có thể tham khảo bảng nhiệt dung riêng của một vài chất phổ biến như sau:

→ Phương trình cân bằng nhiệt & Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra

Để cân bằng phương trình nhiệt, anh em áp dụng công thức sau đây:

Qthu = Qtỏa

Trong đó:

• Qthu: Tổng nhiệt lượng của các vật thể khi thu vào.
• Qtỏa: Tổng nhiệt lượng của các vật thể khi tỏa ra.

Để tính công thức nhiệt lượng tỏa ra, anh em áp dụng công thức sau đây:

Q = q.m

Trong đó:

• Q: Nhiệt lượng tỏa ra của vật, có đơn vị đo là J.
• q: Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu, có đơn vị đo là J/kg.
• m: Khối lượng nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn, có đơn vị đo là kg.

Dùng thiết bị nào để đo nhiệt lượng?

Để đo được nhiệt độ anh em có thể sử dụng súng đo nhiệt độ, là sản phẩm được phổ biến trên thị trường hiện nay. Thiết bị có khả năng đo nhiệt độ từ xa mà không cần phải tiếp xúc trực tiếp tại vị trí cần đo. Đặc điểm của các loại súng đo nhiệt có ứng dụng kỹ thuật bức xạ hồng ngoại kết hợp với laser nhằm xác định nguồn nhiệt.

Những thiết bị được trang bị định vị tầm xa có tỷ lệ D/S (Khoảng cách/ Đường kính). Với tỷ lệ D/S càng lớn thì súng đo nhiệt thu về kết quả đo chính xác khoảng cách xa càng cao.

Bên cạnh đó, anh em không muốn tốn thời gian ước lượng thì nên sử dụng thiết bị có hỗ trợ chức năng sử dụng 2 nguồn tia laser. Điều này giúp anh em có thể định vị khoảng cách dễ dàng hơn.

Với loại súng đo nhiệt độ thường có mang tính tiện ích và được ứng dụng cao. Các thợ điện, thợ cơ khí, thợ bảo trì máy móc,...thường hay sử dụng loại thiết bị này.

Một số bài tập vận dụng về nhiệt lượng

Bài 1: Để đun lượng nước với khối lượng 4kg từ 15oC chuyển sang 100oC trong thùng sắt 2kg. Biết rằng nhiệt dung riêng của sắt là 460J/kg.K và của nước là 4200J/kg.K. Vậy nhiệt lượng bằng bao nhiêu J?

Bài 2: Trong bình nhôm 1.8kg có chứa lượng nước với khối lượng là 3kg có nhiệt độ là 30oC. Lúc sau, người ta bỏ vào miếng sắt 0.3kg đã được nung tới nhiệt độ là 400oC. Biết rằng nhôm có nhiệt dung riêng là 896 J/kg.K, đồng thời nước và sắt lần lượt là 4,18.10^3 J/kg.K và 0,46.10^3 J/kg.K. Hãy xác định nhiệt độ của nước khi có sự cân bằng nhiệt.

Bài 3: Có 3 lít nước với nhiệt độ lúc đầu là 30oC, người ta đựng trong ấm nhôm 500g và dùng bếp than để đun sôi. Biết rằng bếp than có hiệu suất là 35%, nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là 880 J/kg.K và 27.10^6 J/kg.K. Anh em hãy xác định khối lượng than đá cần sử dụng.

Bài 4: Người ta lấy một miếng sắt 22.4g cho vào lò đun đến khi nhiệt độ của sắt bằng nhiệt độ của lò thì lấy ra. Đồng thời thả vào trong đó một nhiệt lượng kế có khối lượng 300g với 450g nước có nhiệt độ là 20oC. Lúc này nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế tăng lên thành 23oC. Với sắt có nhiệt dung riêng là 478 J/kg.K, đồng thời của chất làm nhiệt lượng kế là 418 J/kg.K và 4,18.10^3 J/kg.K là của nước. Anh em hãy xác định nhiệt độ của lò là bằng bao nhiêu?

Bài 5: Trên đường có một ô tô chạy được tầm khoảng 200km với lực kéo là 800N. Đồng thời ô tô đã tiêu thụ hết 10 lít xăng. Vậy hiệu suất của động cơ ô tô là bằng bao nhiêu khi biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46.106 J/kg?

Bài 6: Người ta lấy 100g chì được truyền nhiệt lượng là 270J thì được tăng nhiệt độ từ 20oC đến 30oC. Anh em hãy tính nhiệt dung và nhiệt dung riêng của chì.

 Mời anh em xem thêm:

• Biên độ nhiệt là gì? Phân loại biên độ nhiệt
•  Máy gia nhiệt vòng bi – Khái niệm & Nguyên lý hoạt động
•  Máy Oscilloscope là gì? Cách sử dụng máy hiện sóng

Qua những thông tin về nhiệt lượng trên đây, mong rằng anh em có thể nhớ lại và hiểu hơn về nó. Với những anh em còn thắc mắc về nhiệt lượng và các vấn đề nào khác thì có thể để lại bình luận dưới đây. Cảm ơn đã theo dõi bài viết này.