Title 17. CHUYÊN ĐỀ BỔ TRỢ (NHIỆT NĂNG).doc ✅

m: Là khối lượng của vật (kg) 21()Qmctmctt Trong đó: C: Là nhiệt dung riêng của vật (J/kg.K) ∆t: là độ tăng nhiệt độ của vật ( 0 C) t 1 : là nhiệt độ ban đầu của vật ( 0 C) t 2 : là nhiệt độ cuối của vật ( 0 C) * Chú ý: - Nhiệt dung riêng (C) của vật là nhiệt lượng cần thiết để 1kg chất đó tăng thêm 1 0 C. - Công thức nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào + Nhiệt lượng của một vật thu vào đề nóng lên: Q thu = mcΔt = mc(t 2 – t 1 ) + Nhiệt lượng của một vật tỏa ra để lạnh đi: Q tỏa = mcΔt = mc(t 1 – t 2 ) Trong đó: Q thu và Q tỏa là nhiệt lượng, đơn vị là J m là khối lượng của vật, đơn vị là kg c là nhiệt dung riêng của chất làm vật, đơn vị là J/(kg.K) Δt là độ tăng hay giảm nhiệt độ, đơn vị 0 C hoặc K t 1 , t 2  tương ứng là nhiệt độ lúc đầu và sau 3. Phương trình cân bằng nhiệt a. Nguyên lý truyền nhiệt: + Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn + Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ hai vật bằng nhau thì dừng lại. + Nhiệt lượng do vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào. b. Phương trình cân bằng nhiệt: Chú ý: Q thu vào =m 1 C 1 (t-t 1 ); Q tỏa ra = m 2 C 2 (t 2 -t) Trong đó: m 1 ; C 1 ; t 1 lần lượt là khối lượng, nhiệt dung riêng và nhiệt độ ban đầu của vật thu nhiệt. m 2 ; C 2 ; t 2 lần lượt là khối lượng, nhiệt dung riêng và nhiệt độ ban đầu của vật tỏa nhiệt. t là nhiệt độ cuối cùng của hệ vật. 4. Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu: Q tỏa ra = Q thu vào
- Định nghĩa: Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu là nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu. - Kí hiêu: q; đơn vị (J/kg) - Nhiệt lượng Q tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn m (kg) nhiên liệu được tính bằng công thức. B- Bài tập áp dụng: BÀI TOÁN 1: Tính nhiệt lượng cần thiết để m(kg) chất A thay đổi nhiệt độ từ t 1 đến t 2. Phương pháp giải: - Áp dụng công thức: Q = m A C A (t 2 -t 1 ) + Nếu t 2 > t 1 . Vật thu năng lượng. - Áp dụng công thức: Q = m A C A (t 1 -t 2 ) + Nếu t 2 < t 1 . Vật toả năng lượng. + m A : khối lượng của chất A - đơn vị (kg). + C A : Nhiệt dung riêng của chất A - đơn vị J/kg.độ. + t 1 : Nhiệt độ ban đầu của vật A - đơn vị 0 C + t 2 : Nhiệt độ lúc sau của vật A - đơn vị 0 C Nhận xét bài toán 1: - Từ bài toán 1 người ta có thể yêu cầu ta tính : + Nhiệt lượng vật A toả ra hoặc vật A thu vào dựa vào nhiệt độ đầu vầ cuối + Khối lượng của vật A biết C A , Q, t 1 , t 2 + Nhiệt dung riêng của chất A (xác định chất A) biết Q, m A , t 1 , t 2 . Nếu thay chất A bằng hai hay nhiều chất (hệ chất) ta có bài toán thứ hai ví dụ như sau: BÀI TOÁN 2: Tính nhiệt lượng cần thiết cung cấp để một ấm nhôm có khối lượng m 1 (kg) đựng m 2 (kg) nước thay đổi nhiệt độ từ t 1 đến t 2 . Phương pháp giải: - Do tính chất cân bằng nhiệt độ: t 1 nhôm = t 1 nước và t 2 nước = t 2 nhôm - Xác định nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ của nhôm: Q 1 = m 1 C 1 (t 2 – t 1 ) Q=m.q
- Xác định nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ của nước: Q 2 = m 2 C 2 (t 2 – t 1 ). - Nhiệt lượng cần thiết để làm tăng nhiệt độ của ấm nhôm đựng nước là: Q = Q 1 + Q 2 = (m 1 C 1 + m 2 C 2 ) (t 2 – t 1 ) Nhận xét bài toán 2: - Cũng giống với bài toán 1 người ta có thể yêu cầu ta tính: + Nhiệt lượng cần cung cấp cho hệ vật trên tăng từ t 1 đến t 2 . + Nhiệt lượng toả ra của hệ vật trên giảm t 1 xuống t 2 . + Tìm khối lượng, nhiệt dung riêng, độ tăng nhiệt độ của hệ chất. + Nếu hệ chất có từ 3 chất trở lên thì phương pháp giải hoàn toàn tương tự. Ví dụ 1: Người ta cung cấp 4 lít nước ở nhiệt độ t 1 = 25 0 C một nhiệt lượng bằng 919,6 kJ. Hỏi nhiệt độ của nước sau khi cung cấp nhiệt lượng là bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng và khối lượng riêng của nước lần lượt là c = 4180 J/kg.K và D = 10 3 kg/m 3 . Hướng dẫn: + Khối lượng của nước: m = D.V = 10 3 .0,004 = 4kg + Khi thu được nhiệt lượng Q thì nhiệt độ của nước tăng từ t 1 = 25 0 C lên t 2 . Theo công thức thu nhiệt ta có: Q = mc(t 2 - t 1 ) 919,6.10 3 = 4.4180(t 2 - 25)  t 2 = 80 0 C. Ví dụ 2: Một bếp dầu đun sôi 1,25kg nước đựng trong ấm bằng nhôm khối lượng 0,4kg thì sau thời gian t 1 = 12 phút nước sôi. Nếu dùng bếp trên để đun 2,5kg nước trong cùng điều kiện thì sau bao lâu nước sôi? Cho nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là c 1 = 4200J/kg.K; c 2 = 880J/kg.K. Biết nhiệt do bếp dầu cung cấp một cách đều đặn. Hướng dẫn: Gọi Q 1 và Q 2 là nhiệt lượng cần cung cấp cho nước vào ấm nhôm trong hai lần đun; m 1 , m 2 là khối lượng nước trong lần đun đầu và sau, m 3 là khối lượng của ấm nhôm. + Nhiệt lượng phải cung cấp cho mỗi lần: + Do nhiệt tỏa ra một cách đều đặn, thời gian đun càng lâu thì nhiệt tỏa ra càng lớn. Nghĩa là nhiệt lượng cung cấp tỉ lệ thuận với thời gian nên: Q = k.t (với k là hằng số, t là thời gian)