Công thức tính nhiệt lượng

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 đến bạn những thông tin xung quanh cùng một 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 một vật thu vào để làm nóng lên nhờ vào vào ba yếu tố sau :

• Khối lượng của vật: Nếu khối lượng của vật càng lớn thì nhiệt lượng của vật thu vào cũng càng lớn.

  Bạn đang đọc: Công thức tính nhiệt lượng

• Độ tăng nhiệt độ : Càng lớn thì nhiệt lượng mà vật thu vào cũng càng lớn .
• Chất cấu trúc nên vật .

Nhiệt lượng là gì

2. Những đặc thù điển hình nổi bật của nhiệt lượng

• Nhiệt lượng vật cần thu để ship hàng cho quy trình làm nóng lên phụ thuộc vào trọn vẹn vào khối lượng của vật, độ tăng nhiệt độ của vật cũng như nhiệt dung riêng của vật liệu làm ra vật .
• Nhiệt lượng riêng cao : Tức nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy trọn vẹn một đơn vị chức năng khối lượng nguyên vật liệu trong bơm .
• Nhiệt lượng riêng thấp : Tức nhiệt lượng riêng cao loại trừ nhiệt bốc hơi của nước được giải phóng và tạo thành trong cả quy trình đốt cháy mẫu nguyên vật liệu .
• Nhiệt dung của nhiệt lượng kế và lượng nhiệt thiết yếu để đốt nóng nhiệt lượng kế lên 1 oC ở điều kiện kèm theo tiêu chuẩn ( còn gọi là giá trị nước của nhiệt lượng kế ) .

Những đặc thù điển hình nổi bật của nhiệt lượng

3. Công thức tính nhiệt lượng

Nhiệt lượng được tính bằng công thức sau :
Q = m. c. ∆ t
Trong đó :
Q. : là nhiệt lượng mà vật thu vào hoặc toả ra. Có đơn vị chức năng 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. K ( Nhiệt dung riêng của một chất hoàn toàn có thể cho biết nhiệt lượng thiết yếu để hoàn toàn có thể làm cho 1 kg chất đó tăng thêm 1 độ C ) .
∆ t là độ biến hóa 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

Ví dụ : Khi nói năng suất toả nhiệt của than đá là 5.10 ^ 6 J / kg nghĩa là khi đốt cháy trọn vẹn 1 kg than đá, sẽ toả ra một lượng nhiệt là 5.10 ^ 6 .
Nhiệt dung riêng thường được dùng để giám sát nhiệt lượng trong quy trình gia công vật tư thiết kế xây dựng và ship hàng cho việc lựa chọn những vật tư trong chạm nhiệt. Bảng nhiệt dung riêng của một số ít chất thường gặp như sau :

Chất

Nhiệt dung riêng ( J / kg. K )

Nước
4200
Rượu
2500
Nước đá
1800
Nhôm
880
Đất
800
Thép
460
Đồng
380
Chì
130

4. Phương trình cân đối nhiệt và 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 khi thu vào .
• Q. tỏa : tổng nhiệt lượng của những vật khi tỏa ra .

4.2 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 hiệu suất tỏa nhiệt của nguyên vật liệu ( J / kg )
• m : là khối lượng của nguyên vật liệu khi bị đốt cháy trọn vẹn được tính bằng kg .

Hình ảnh nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nguyên vật liệu

>>>XEM THÊM: : Phương trình nhiệt phân KClO3.5H2O

5. Các thiết bị nghiên cứu và phân tích nhiệt lượng trong than đá phổ cập

5.1 Bom nhiệt lượng CT2100

• Phạm vi đo : 0 – 32 000 J / g .
• Độ phân giải nhiệt độ : 0,001 oC .
• Độ đúng chuẩn : 0,2 % .
• Sai số nhiệt lượng max với than : 160 J / g .

5.2 Bom nhiệt lượng CT5000

• Sự đúng mực nhiệt độ : < 0,2 % .
• Sự không thay đổi dài hạn : < 0,2 % .
• Độ phân dải nhiệt độ : 0,0001 oC .
• Dải nhiệt độ : 0 – 32 MJ / KG.
• Sai số nhiệt lượng max với than : 160 J / g .

5.3 Bom nhiệt lượng CT6000

• Sự đúng chuẩn nhiệt độ : < 0,1 % .
• Sự không thay đổi dài hạn : < 0,2 % .
• Độ phân dải nhiệt độ : 0,0001 oC .
• Dải nhiệt lượng : 1000 – 400000 kJ / kg .
• Sai số nhiệt lượng max với than : 160J / g .

5.4 Bom nhiệt lượng CT7000

• Độ đúng mực : ≤ 0.1 % .
• Ổn định lâu bền hơn : ≤ 0,15 % .
• Sai số tuyệt đối lớn nhất trong lượng nhiệt song song mẫu :

Đối với than : ≤ 120KJ / kg
Đối với gangue : K60 KJ / kg

• Thời gian thử nhiệt : Thời gian chuẩn là 7 phút ( tổng số 12-19 phút ) và than được đo nhanh trong khoảng chừng thời hạn chính ( 4 phút ) .
• Nhiệt độ độ phân giải : 0.0001 °C .
• Phạm vi kiểm tra : 0 – 32 MJ / KG .

6. Một số bài tập vận dụng về nhiệt lượng

Bài 1: Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở R = 80Ω và cường độ dòng điện chạy qua bếp khi đó là I = 2,5A.

a ) Tính nhiệt lượng mà nhà bếp tỏa ra trong 1 giây .
b ) Dùng nhà bếp điện để đun sôi 1,5 l nước có nhiệt độ khởi 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 nhà bếp. Nhiệt dung riêng của nước là C = 4 200J / kg. K .
c ) Thời gian sử dụng nhà bếp điện mỗi ngày là 3 giờ. Tính tiền điện phải trả trong 30 ngày cho việc sử dụng nhà bếp điện, nếu giá 1 kW. h là 700 đồng .

Lời giải: 

a ) Nhiệt lượng mà nhà bếp tỏa ra trong 1 giây :
Q. = I2. R.t = 2,52. 80.1 = 500J
b ) Nhiệt lượng mà nhà 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 nhà bếp :
H = Qi / Qtp = 472500 / 600000 = 78,75 % .
c ) Lượng điện năng mà nhà bếp tiêu thụ trong 30 ngày, tính theo đơn vị chức năng kW. h là :
A = P.t = 500.30.3 = 45000 W.h = 45 kW. h
Vậy số tiền điện phải trả là :
T = 45.700 = 315000 đồng

Bài 2: Một ấm điện có ghi 220V – 1000W được sử dụng với 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 đó nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước đước coi là có ích.

a ) Tính nhiệt lượng cần cung ứng để đun sôi lượng nước trên, cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J / kg. K .
b ) Tính nhiệt lượng mà ấm điện đã tỏa ra khi đó .
c ) Tính thời hạn thiết yếu 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 khi đó là :

H = Qi/Qtp => Qtp = Qi/H = 672000/ (90/100) = 746700J

c ) Thòi gian thiết yếu để đun sôi lượng nước trên :
Qtp = A = P.t => t = Qtp / P. = 746700 / 1000 ≈ 747 s

Bài viết này hy vọng đã có thể cung cấp đến bạn một số kiến thức cơ bản cần biết về nhiệt lượng là gì, đặc điểm, công thức tính nhiệt lượng và một số ví dụ bài tập cụ thể. Các bạn có thể tham khảo để áp dụng trong quá trình học tập và làm bài cũng như ứng dụng trong công việc. Chúc bạn thành công!

Source: http://wp.ftn61.com
Category: Thủ Thuật