Công thức cách tính nhiệt lượng thu vào của một vật và bài tập - Vật lý 8 bài 24

Vậy muốn xác định được nhiệt lượng người ta phải làm như thế nào? Công thức cách tính nhiệt lượng thu vào của một vật để nó nóng lên viết ra sao? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết này.

I. Nhiệt lượng một vật thu vào để nóng lên phụ thuộc những yếu tố nào?

• Phụ thuộc vào 3 yếu tố:

- Khối lượng của vật

- Độ tăng nhiệt của vật

- Chất cấu tạo nên vật

1. Quan hệ giữa nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên với khối lượng của vật

- Nhiệt lượng thu vào để làm vật nóng lên phụ thuộc vào khối lượng. Khối lượng càng lớn thì nhiệt lượng thu vào của vật càng lớn

2. Quan hệ giữa nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên với nhiệt độ

- Độ tăng nhiệt độ càng lớn thì nhiệt lượng vật thu vào càng lớn.

3. Quan hệ giữa nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên với chất làm vật

- Nhiệt lượng thu vào để vật nóng lên phụ thuộc vào chất làm vật.

II. Công thức tính nhiệt lượng

- Nhiệt lượng thu vào được tính theo công thức:

 Q = m.c.Δt

- Trong đó:

 Q: nhiệt lượng vật cần thu vào (J)

 m: khối lượng của vật (kg)

 c: nhiệt rung riêng đại lượng đặc trưng cho chất làm vật ((J/kg.K)

 Δt = t₂ - t₁: Độ tăng nhiệt độ (⁰C)

- Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần thu vào để làm cho 1kg chất đó tăng thêm 1⁰C.

III. Bài tập vận dụng công thức tính nhiệt lượng

* Câu C1 trang 84 SGK Vật Lý 8: Để kiểm tra mối quan hệ giữa nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên và khối lượng của vật, người ta có thể làm thí nghiệm vẽ ở hình 24.1. Dùng đèn cồn lần lượt đun 2 khối lượng nước khác nhau, 50 và 100 g, đựng trong 2 cốc thủy tinh giống nhau, để nước ở trong các cốc đều nóng lên thêm 20^oC. Tiến hành thí nghiệm và kết quả thu được ghi ở bảng 24.1:

Trong thí nghiệm trên, yếu tố nào ở 2 cốc được giữ giống nhau, yếu tố nào được thay đổi? Tại sao phải làm như thế? Hãy tìm số thích hợp cho các chỗ trống ở hai cột cuối bảng. Biết nhiệt lượng của ngọn lửa còn truyền cho nước tỷ lệ với thời gian đun.

° Lời giải Câu C1 trang 84 SGK Vật Lý 8:

- Độ tăng nhiệt độ và chất làm vật (nước) được giữ giống nhau ở hai cốc.

- Khối lượng thay đổi.

- Làm như vậy mới tìm hiểu được mối quan hệ giữa nhiệt lượng và khối lượng.

- Ta có: m₁ = ½.m₂ và Q₁ = ½.Q₂.

* Câu C2 trang 84 SGK Vật Lý 8: Từ thí nghiệm trên có thể kết luận gì về mối quan hệ giữa nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên và khối lượng của vật?

° Lời giải Câu C2 trang 84 SGK Vật Lý 8:

- Khối lượng càng lớn thì nhiệt lượng cần cung cấp càng lớn.

* Câu C3 trang 84 SGK Vật Lý 8: Trong thí nghiệm này cần phải giữ không đổi những yếu tố nào? Muốn vậy phải làm thế nào?

° Lời giải Câu C3 trang 84 SGK Vật Lý 8:

- Cần phải giữ khối lượng và chất làm vật giống nhau. Muốn vậy, hai cốc phải đựng cùng một lượng nước giống nhau.

* Câu C4 trang 84 SGK Vật Lý 8: Trong thí nghiệm (câu C1), để tìm mối quan hệ giữa nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên và độ tăng nhiệt độ cần phải thay đổi yếu tố nào? Muốn vậy phải làm thế nào?

Trong thí nghiệm như hình 24.2, thí nghiệm làm với 2 cốc, mỗi cốc đựng 50 g nước, được lần lượt đun nóng bằng đèn cồn trong 5 phút, 10 phút.

Kết quả ghi ở bảng 24.2

Hãy tìm số thích hợp cho các ô trống ở 2 cột cuối của bảng.

° Lời giải Câu C4 trang 84 SGK Vật Lý 8:

- Phải cho độ tăng nhiệt độ khác nhau. Muốn vậy phải để cho nhiệt độ cuối của 2 cốc khác nhau bằng cách cho thời gian đun khác nhau.

- Kết quả ghi ở bảng 24.2: Ta có: Δt₁^o = ½.Δt₂^o và Q₁ = ½.Q₂

* Câu C5 trang 85 SGK Vật Lý 8: Từ thí nghiệm trên, có thể rút ra kết luận gì về mối quan hệ giữa nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên và độ tăng nhiệt độ?

° Lời giải Câu C5 trang 85 SGK Vật Lý 8:

- Nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên càng lớn thì độ tăng nhiệt độ của vật cũng càng lớn.

* Câu C6 trang 85 SGK Vật Lý 8: Để kiểm tra sự phụ thuộc của nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên với chất làm vật người ta làm thí nghiệm sau đây: Dùng đèn cồn nung nóng 50 gam bột băng phiến và 50 gam nước cùng nóng lên thêm 20^oC (H.24.3). Kết quả thí nghiệm được ghi ở bảng 24.3.

Điền dấu thích hợp ("=", ">", "<", "/") vào ô trống của cột cuối bảng:

Trong thí nghiệm này những yếu tố nào thay đổi, không đổi?

° Lời giải Câu C6 trang 85 SGK Vật Lý 8:

- Ta có: Q₁ > Q₂

- Trong thí nghiệm này, khối lượng và độ tăng nhiệt độ không đổi. Chất làm vật thay đổi.

* Câu C7 trang 85 SGK Vật Lý 8: Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên có phụ thuộc chất làm vật không? 

° Lời giải Câu C7 trang 85 SGK Vật Lý 8:

- Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên có phụ thuộc vào chất làm vật.

* Câu C8 trang 86 SGK Vật Lý 8: Muốn xác định nhiệt lượng vật thu vào cần tra bảng để biết độ lớn của đại lượng nào và đo độ lớn của những đại lượng nào, bằng những dụng cụ nào?

° Lời giải Câu C8 trang 86 SGK Vật Lý 8:

- Muốn xác định nhiệt lượng vật thu vào cần tra bảng để biết độ lớn của nhiệt dung riêng của chất làm vật và đo độ lớn của khối lượng bằng cân, độ tăng nhiệt độ bằng nhiệt kế.

* Câu C9 trang 86 SGK Vật Lý 8: Tính nhiệt lượng cần truyền cho 5kg đồng để tăng nhiệt độ từ 20^oC lên 50^oC.

° Lời giải Câu C9 trang 86 SGK Vật Lý 8:

- Nhiệt lượng cần truyền cho 5kg đồng để tăng nhiệt độ từ 20^oC lên 50^oC là:

 Q = m.c.(t₂ – t₁) = 5.380.(50 - 20) = 57000J = 57(kJ).

* Câu C10 trang 86 SGK Vật Lý 8: Một ấm đun nước bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2 lít nước ở 25^oC. Muốn đun sôi ấm nước này cần một nhiệt lượng bằng bao nhiêu?

° Lời giải Câu C10 trang 86 SGK Vật Lý 8:

- Có 2 lít nước nên khối lượng m₁ = 2 kg.

- Khi nước sôi thì nhiệt độ của ấm và của nước đều bằng 100^oC.

- Nhiệt lượng nước cần thu vào để nước nóng lên 100^oC là:

 Q₁ = m₁.c₁.Δt = 2.4200.(100 - 25) = 630000J = 630(kJ)

- Nhiệt lượng ấm cần thu vào để ấm nóng lên 100^oC là:

 Q₂ = m₂.C₂.Δt = 0,5.880.(100 - 25) = 33000J = 33(kJ)

- Nhiệt lượng tổng cộng cần cung cấp là:

 Q = Q₁ + Q₂ = 630000 + 33000 = 663000J = 663(kJ).