SGK Vật Lí 8 - Bài 24. Công thức tính nhiệt lượng

Bài 24
CÔNG THỨC TÍNH NHIỆT LƯỢNG
Không có dụng cụ nào đo trục tiếp được công. Đề xác định công của một lực, người ta phải dừng lục kế đo độ lớn của lực và dùng thước đo qưãng đường dịch chuyển, tù đó tinh công.
Tưong tự như thế, không có dụng cụ nào có thề đo trục tiếp nhiệt lượng. Vậy, mưốn xác định nhiệt lượng người ta phải làm thế nào ?
I - NHIỆT LƯỢNG MỘT VẬT THU VÀO ĐẾ NÓNG LÊN PHỤ THUỘC NHŨNG YẾU TỐ NÀO ?
Nhiệt lượng một vật cần thu vào đề làm vật nóng lên phụ thuộc ba yếu tố sau đây :
Khối lượng của vật,
Độ tăng nhiệt độ của vật,
Chất cấu tạo nên vật.
Đế kiém tta xem nhiệt lượng vật cân thu vào đế nóng lên có phụ thuộc ba yếu tố ttên không, người ta phái làm thế nào ? (Để trà lời câu hói này hãy nhớ lại những trường hợp tuông tự đã học ớ các lớp dưới).
• 1. Quan hệ giữa nhiệt lượng vật cán thu vào đề nóng lên và khối lượng cúa vật
Đế kiểm tra mối quan hệ giữa nhiệt lượng vật cân thu vào đế nóng lên và khối lượng của vật, người ta làm thí nghiệm vẽ ở hình 24.1. Dùng .đèn cồn lân lượt đun hai khối lượng nước khác nhau, 50g và lOOg, đựng trong hai cốc thuỷ tinh giống nhau, đế nước ò trong các cốc đểu nóng lên thêm 20°C.
Hình 24.1
Kết quả thí nghiệm được ghi ở bảng 24.1.
Bảng 24.1
Chất
Khối
lượng
Độ tăng nhiệt độ
Thời gian đun
So sánh khối lượng
So sánh nhiệt lượng
Cốc 1
Nước
50g
At°1=20°C
t1=5 phút
ml -	m2
Qi= □ Q2
Cốc 2
Nước
lOOg
At°2 = 20°C
t2=10 phút
Trong thí nghiệm trên, yếu tố nào ỏ hai cốc được giữ giống nhau, yếu tố nào được thay đổi ? Tại sao phái làm như thế ? Hãy tìm số thích hợp cho các ô trống ớ hai cột cuối bảng 24.1. Biết nhiệt lượng ngọn lứa đèn cổn truyền cho nước ti lệ với thời gian đun.
Từ thí nghiệm trên có thế kết luận gì vể mối quan hệ giũa nhiệt lượng vật cân thu vào đế nóng lên và khối lượng của vật ?
Quan hệ giữa nhiệt lượng vật cán thu vào đé nóng lên và độ tăng nhiệt độ
▼ Các em hãy thảo luận trong nhóm vể cách làm thí nghiệm để kiếm tra mối quan hệ giữa nhiệt lượng vật cần thu vào đế nóng lên và độ tăng nhiệt độ. Trong khi tháo luận cần lưu ý những vấn để sau đây :
Trong thí nghiệm này phải giữ không đói những yếu tố nào ? Muốn vậy phái làm thế nào ?
KS&Ỉ Trong thí nghiệm này phải thay đổi yếu tố nào ? Muốn vậy phải làm thế nào ?
Hình 24.2
Sau đây là báng kết quá thí nghiệm làm với hai cốc, mỗi cốc đựng 50g nước, được lần lượt đun nóng bàng đèn cồn trong 5 phút, 10 phút (H.24.2). Hãy tìm số thích hợp cho các ô trống ở hai cột cuối bảng 24.2.
Bảng 24.2
Chất
Khối
luợng
Độ tăng nhiệt độ
Thòi gian đun
So sánh độ tăng nhiệt độ
So sánh nhiệt lượng
Cốc 1
Nước
50g
At°1=20°C
t!=5 phút
At°i= E At 2
Ql - □ Q2
Cốc 2
Nước
50g
At°2=40°C
t2=10 phút
sy Từ thí nghiệm trên có thé rút ra kết luận gì về mối quan hệ giũa nhiệt luợng vật thu vào đế nóng lên và độ tăng nhiệt độ ?
Quan hệ giũa nhiệt lượng vật cán thu vào đé nóng lên với chát làm vật
Đế kiếm tra sự phụ thuộc của nhiệt lượng vật cần thu vào đé nóng lên với chất làm vật người ta làm thí nghiệm sau đây : Dùng đèn cồn đun nóng 50g nước và 50g bột băng phiến cùng nóng thêm lên 20°C (H.24.3). Kết quá thí nghiệm được ghi ở bàng 24.3. Hãy tìm dãu thích hợp (=; >; <) cho ô trống ở cột cuối của báng.
Hình 24.3
Bảng 24.3
Chất
Khối
lượng
Độ tăng nhiệt độ
Thời gian đun
So sánh nhiệt lượng
Cốc 1
Nước
50g
At°!= 20°C
tị= 5 phút
QiDQ2
Cốc 2
Băng phiến
50g
At°2= 20°C
t2= 4 phút
Trong thí nghiệm này những yếu tố nào thay đổi, không thay đổi ? Nhiệt lượng vật cân thu vào đế nóng lên có phụ thuộc chất làm vật không ?
■ II - CÔNG THỨC TÍNH NHIỆT LƯỢNG
Nhiệt lượng vật thu vào được tính theo công thức
Q = m.c.Àt
trong đó : Q là nhiệt lượng vật thu vào, tính ra J, m là khối lượng cùa vật, tính ra kg,
At = t2 - ÍỊ là độ tăng nhiệt độ, tính ra °C hoặc K K là đon vị nhiệt độ trong thang nhiệt độ Ken-vin : Độ lớn của một độ chia ơong thang nhiệt độ Ken-vín bàng độ lớn cùa một độ chia trong thang nhiệt độ Xen-xi-út.
, c là đại lượng đạc trưng cho chất làm vật gọi là nhỉệt đung riêng, tính ra J/kg.K.
Nhiệt dung riêng cứa một chẩt cho biết nhiệt lượng cần truyền cho lkg chất đó đế nhiệt độ tăng thêm l°c (1K). Ví dụ, nhiệt dung riêng cứa nước là 4 200J/kg.K có nghĩa là muốn làm cho lkg nước nóng thêm lên l°c cần truyền cho nước một nhiệt lượng 4 200J. Bảng 24.4 cho biết nhiệt dung riêng cùa một số chất.
Bảng 24.4
Chất
Nhiệt dung riêng (J/kg.K)
Chất
Nhiệt dung riêng (JAg.K)
Nước
4 200
Đất
800
Rượu
2 500
Thép
460
Nước đá
1 800
Đồng
380
Nhôm
880
Chì
130
▼ in - VẬN DỤNG
Muốn xác định nhiệt lượng vật thu vào cân ưa bàng đế biết độ lớn cùa đại lượng nào và đo độ lớn của những đại lượng nào, bàng những dụng cụ nào ? 03 Tính nhiệt lượng cân truyén cho 5kg đổng đế tăng nhiệt độ từ 20°C lên 50°C.
Một ẵm đun nước bàng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2 lít nước ở 25°c. Muốn đun sôi ấm nước này cân một nhiệt lượng bàng bao nhiêu ?
Nhiệt luọng vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc khối luọng, độ tăng nhiệt độ của vật và nhiệt dung riêng của chất làm vật.
« Công thúc tính nhiệt luọng vật thu vào Q = m.c.Àt, trong đó : Q là nhiệt luọng (J), m là khối luọng của vật (kg), At là độ tăng nhiệt độ của vật (°C hoặc K), c là nhiệt dung riêng của chất làm vật (J/kg.K).
Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt luọng cần thiết để làm cho 1 kg chất đó tăng thêm 1 °C.
Có thẽ em chưa biết
Trong kĩ thuật và đời sống, người ta còn dùng calo làm đơn vị nhiệt lượng. Calo là nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1 gam nước ở 4°c nóng lên thêm 1°c. Như vậy 1 calo = 4,2 jun.
Để xác định nhiệt lượng trong phòng thí nghiệm, người ta dùng một dụng cụ riêng gọi là nhiệt lượng kế. Nhiệt lượng kế là một bình hai vỏ, ở giữa có một lớp không khí để ngăn cản sự truyền nhiệt của các chất đặt trong bình với môi trường bên ngoài. Trong bình có một nhiệt kế và một que khuấy (H.24.4).
Nhiệt dung riêng của đất nhỏ hơn nhiệt dung riêng của nước nhiều lần (xem bảng 24.4). Do đó, ban ngày khi nhận được bức xạ nhiệt từ Mặt Trời, đất liền nóng lên nhanh hơn nước biển. Kết quả là không khí trên mặt đất nóng lên, nhẹ đi, bay lên cao còn không khí từ ngoài biển lạnh hơn di chuyển vào đất liền tạo nên gió biển (H.24.5).
Hãy giải thích tại sao về đêm gió lại thổi từ đất
Que khuấy
Nhiệt kế Nắp
Bình 2 vỏ
Miếng kê bằng chất
cách nhiệt
Hình 24.4
Nóng hơn
Hướng gió Lạnh hơn
liền ra biển ?	Hình 24.5