Công thức tính nhiệt lượng và bài tập có lời giải chính xác 100%

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ nhắc lại kiến thức vật lý lớp 8 về nhiệt lượng là gì? Công thức tính nhiệt lượng kèm theo bài tập minh họa giúp các bạn củng cố lại kiến thức của mình nhé

Nội dung bài viết

Nhiệt lượng là gì?

Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật được nhận thêm hoặc bị mất đi trong quá trình truyền nhiệt. Nó được ký hiệu là Q, đơn vị tính của nhiệt lượng là Jun (J). Ngoài đơn vị J, KJ đơn vị nhiệt lượng còn được tính bằng calo, Kcalo.
1 Kcalo = 1000calo; 1 calo = 4,2J

cong-thuc-tinh-nhiet-luong

Nhiệt lượng của 1 vật thu vào để làm nóng lên phụ thuộc vào 3 yếu tố sau:

Khối lượng của vật: Nếu khối lượng của vật càng lớn thì nhiệt lượng của vật thu vào cũng càng lớn.
Độ tăng nhiệt độ: Nếu độ tăng nhiệt của vật càng lớn thì nhiệt lượng mà vật thu vào cũng càng lớn.
Chất cấu tạo nên vật.

Nhiệt lượng riêng là gì?

Nhiệt dung riêng của 1 chất có thể cho biết nhiệt lượng cần thiết để có thể làm cho 1kg chất đó tăng thêm 1 ⁰C (1K). Ký hiệu: c, đơn vị J/kg.K

Công thức tính nhiệt lượng

Nhiệt lượng vật thu vào được tính theo công thức: Q = m.c.∆t

Trong đó:

Q là nhiệt lượng (J)
m là khối lượng của vật (kg)
∆t là độ tăng nhiệt của vật (⁰C hoặc K)
c là nhiệt dung riêng của chất làm vật (J/kg.K).

∆t là độ thay đổi nhiệt độ hay nói khác là biến thiên nhiệt độ ( Độ C hoặc K )

∆t = t2 – t1

∆t > 0 : vật toả nhiệt
∆t < 0 : vật thu nhiệt

Ngoài ra, các bạn có thể tham khảo: Công thức tính vận tốc, quãng đường, thời gian từ A – Z

Phương trình cân bằng nhiệt

Q_thu = Q_toả

Q_thu: là 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 khi đốt cháy nhiên liệu

Q = q.m

Trong đó:

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 khi bị đốt cháy hoàn toàn được tính bằng kg.

Bài tập công thức tính nhiệt lượng thường gặp

Bài 1: Tính nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 5kg nước từ 15 ⁰C đến 100 ⁰C trong một cái thùng chứa bằng sắt có trọng lượng 1,5kg. Biết nhiệt dung riêng của nước và sắt lần lượt là 4200 J/kg.K và 460 J/kg.K.

Lời giải giải:

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng Q = m.c. ∆t, ta có:

Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 5kg nước từ 15 ⁰C đến 100 ⁰C là:

Q = (m_nước.c_nước + m_sắt.c_sắt) (t₂ – t₁) = (5. 4200 + 1,5. 460 ) = 1843560 J

Ví dụ 2: Để một miếng kim loại có khối lượng 5kg tăng nhiệt độ từ 20 ⁰C lên đến 50 ⁰C, nhiệt lượng cần cung cấp là 59kJ. Tìm tên kim loại đó là gì?

Lời giải:

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng Q = m.c. ∆t, ta có:

Nhiệt dung riêng của kim loại được tính theo công thức: c = Q/(m∆t) = 59000/(5.(50-20)) = 393J/kg.K. Dựa vào bảng nhiệt dung riêng của các chất mà ta sẽ biết kim loại cần tìm chính là đồng.

Ví dụ 3: Truyền vào 10 lít nước một nhiệt lượng 840J. Vậy nước tăng thêm bao nhiêu ⁰C sau khi được truyền nhiệt.

Lời giải:

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng Q = m.c. ∆t, ta có:

∆t = Q/(m.c) = 840000/(10.4200) = 20 ⁰C.

Vậy truyền 840J nhiệt lượng vào 10 lít nước sẽ làm nước tăng lên 20 ⁰C.

Ví dụ 4: Có một ấm nước làm bằng nhôm chứa bên trong 1 lít nước với nhiệt độ nước là 20 ⁰C. Tìm nhiệt lượng cần phải cung cấp để đun sôi lượng nước trong bình?

Lời giải giải:

Áp dụng công thức: Q = m.c. ∆t, ta có:

Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước là:Q = Q_ấm + Q_nước = 0,4. 880.80 + 1.4200.80 = 28160 + 336000 = 364160J.

Ví dụ 5: Tìm nhiệt lượng cần thiết để truyền vào 5 kg đồng để làm nó thay đổi nhiệt độ từ 20 0C lên 50 0C.

Lời giảigiải:

Dựa vào công thức: Q = m.c.Δt, ta có:

Q = 5.380.(50 – 20) = 57000(J).

Vậy nhiệt lượng cần truyền vào 5kg đồng làm nó tăng nhiệt độ từ 20 ⁰C lên 50 ⁰C sẽ là: Q = 57000 (J)

Ví dụ 6: Một ấm đồng khối lượng 300g chứa 1 lít nước ở nhiệt độ 15^oC. Hỏi phải đun trong bao nhiêu lâu thì nước trong ấm bắt đầu sôi? Biết trung bình mỗi giây bếp truyền cho ấm một nhiệt lượng 500J. Bỏ qua sự hao phí về nhiệt ra môi trường xung quanh.

Tóm tắt:

m_ấm = m = 300g = 0,3 kg; m_n = 1kg;

t₁ = 15^oC; t₂ = 100^oC;

Q_{1 giây} = Q₀= 500J/s; c_đ = c = 380J/kg.K; c_n = 4200J/kg.K;

Thời gian đun t = ?

Lời giải:

Nhiệt lượng cần truyền để đun sôi ấm nước:

Q = Q_ấm + Q_nước = (m.c + m_n.c_n).(t₂ – t₁)

= (0,3.380 + 1.4200).(100 – 15) = 366690J.

Thời gian đun:

cong-thuc-tinh-nhiet-luong-1

Ví dụ 7: t = QNgười ta phơi ra nắng một chậu chứa 5 lít nước. Sau một thời gian nhiệt độ của nước tăng từ 28^oC lên 34^oC. Hỏi nước đã thu được bao nhiêu năng lượng từ Mặt Trời?

Tóm tắt:

V = 5 lít nước ↔ m = 5kg;

t₁ = 28^oC; t2 = 34^oC; c^nước = c = 4200 J/kg.K

Q_thu = ?

Lời giải:

Năng lượng nước đã thu được từ Mặt Trời là:

Q_thu = m.c.Δt = 5.4200.(34 – 28) = 126000J = 126 kJ.

Hy vọng với những kiến thức mà chúng tôi vừa chia sẻ có thể giúp các bạn nắm được nhiệt lượng là gì? Công thức tính nhiệt lượng để áp dụng vào làm bài tập nhé