Nhiệt dung đo mức năng lượng cần phải thêm vào một vật để làm cho vật đó ấm hơn một độ. Nhiệt dung của một vật thể được tìm thấy bằng một công thức đơn giản - bằng cách chia lượng nhiệt năng được cung cấp bởi sự thay đổi nhiệt độ để xác định lượng năng lượng cần thiết cho mỗi độ. Mọi vật chất trên thế giới này đều có nhiệt dung khác nhau. (Nguồn: Sách chuẩn Vật lý lớp 10)
Công thức: Công suất nhiệt = (Năng lượng nhiệt cho trước) / (Tăng nhiệt độ)
Bươc chân
Phương pháp 1/2: Tính nhiệt dung của một vật
Bước 1. Biết công thức tính nhiệt dung
Nhiệt dung của một vật có thể được tính bằng cách chia nhiệt năng đã cung cấp (E) cho sự thay đổi nhiệt độ (T). Phương trình là: Nhiệt dung = E / T.
- Ví dụ: Năng lượng cần thiết để đốt nóng một khối lên 5 độ C là 2000 Joules - nhiệt dung của khối là bao nhiêu?
- Nhiệt dung = E / T
- Công suất nhiệt = 2000 Joule / 5˚C
- Công suất nhiệt = 400 Joules trên độ C (J / ˚C)
Bước 2. Tìm sự thay đổi nhiệt độ
Ví dụ, nếu tôi muốn biết nhiệt dung của một khối và tôi biết phải mất 60 Joule để tăng nhiệt độ của khối từ 8 độ lên 20 độ, tôi cần biết sự khác biệt giữa hai nhiệt độ để thu được nhiệt sức chứa. Vì 20 - 8 = 12 nên nhiệt độ của khối thay đổi 12 độ. Vì vậy:
- Nhiệt dung = E / T
- Nhiệt dung của khối = 60 Joules / (20˚C - 8˚C)
- 60 Joule / 12˚C
- Nhiệt dung của khối = 5 J / ˚C
Bước 3. Thêm các đơn vị chính xác vào câu trả lời của bạn để cung cấp cho nó ý nghĩa
Nhiệt dung 300 chẳng có nghĩa gì nếu bạn không biết nó được đo như thế nào. Nhiệt dung được đo bằng năng lượng cần thiết trên mỗi độ. Vì vậy, nếu chúng ta đo năng lượng bằng Joules và sự thay đổi nhiệt độ theo độ C, thì câu trả lời cuối cùng sẽ là “cần bao nhiêu Joules cho mỗi độ C. Do đó, chúng tôi sẽ trình bày câu trả lời của chúng tôi là 300 J / ˚C, hoặc 300 Joules mỗi độ C.
Nếu bạn đo nhiệt năng bằng calo và nhiệt độ bằng Kelvin, câu trả lời cuối cùng của bạn là 300 Cal / K
Bước 4. Biết rằng phương trình này cũng hoạt động đối với các vật thể đang nguội
Khi một vật trở nên lạnh hơn hai độ, nó sẽ mất đi một lượng nhiệt tương đương với nhiệt lượng cần thiết để trở nên ấm hơn 2 độ. Do đó, nếu bạn hỏi, "Nhiệt dung của một vật là bao nhiêu nếu nó mất đi 50 Joule năng lượng và nhiệt độ của nó giảm 5 độ C", bạn vẫn có thể sử dụng phương trình này:
- Công suất nhiệt: 50 J / 5˚C
- Nhiệt dung = 10 J / ˚C
Phương pháp 2/2: Sử dụng nhiệt riêng của vật chất
Bước 1. Biết rằng nhiệt dung riêng là năng lượng cần thiết để nâng nhiệt độ của một gam vật lên một độ
Khi bạn tìm nhiệt dung của một đơn vị vật chất (1 gam, 1 oz, 1 kilôgam, v.v.), bạn đã tìm nhiệt dung riêng của vật này. Nhiệt lượng riêng cho biết lượng năng lượng cần thiết để nâng nhiệt độ của mỗi đơn vị của vật lên một độ. Ví dụ, để tăng nhiệt độ của 1 gam nước thêm 1 độ C cần 0,417 Joule năng lượng. Vậy, nhiệt dung riêng của nước là 0,417 J / ˚C trên gam.
Nhiệt dung riêng của vật liệu là không đổi. Điều này có nghĩa là tất cả nước tinh khiết đều có nhiệt dung riêng như nhau, là 0,417 J / ˚C
Bước 2. Sử dụng công thức nhiệt dung để tìm nhiệt dung riêng của vật liệu
Tìm nhiệt lượng riêng rất dễ dàng, tức là, chia câu trả lời cuối cùng cho khối lượng của vật thể. Kết quả cho thấy cần bao nhiêu năng lượng cho mỗi mảnh vật thể, chẳng hạn như số jun cần thiết để thay đổi nhiệt độ của một gam nước đá.
- Ví dụ: "Tôi có 100 gam nước đá. Để tăng nhiệt độ của nước đá thêm 2 độ C thì cần 406 Joules - nhiệt lượng riêng của nước đá là bao nhiêu?" '
- Công suất nhiệt cho 100 g Đá = 406 J / 2˚C
- Công suất nhiệt cho 100 g Đá = 203 J / ˚C
- Nhiệt dung cho 1 g Đá = 2,03 J / ˚C trên gam
- Nếu bạn bối rối, hãy nghĩ về nó theo cách này - để tăng nhiệt độ thêm một độ cho mỗi gam nước đá thì cần 2,03 Joules. Vì vậy, nếu chúng ta có 100 gram đá, chúng ta cần gấp 100 lần Joule để làm nóng tất cả.
Bước 3. Dùng nhiệt dung riêng để tìm năng lượng cần thiết để nâng nhiệt độ của vật liệu lên nhiệt độ nào
Nhiệt dung riêng của vật chất cho biết lượng năng lượng cần thiết để nâng nhiệt độ của một đơn vị vật chất (thường là 1 gam) lên một độ. Để tìm nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ của bất kỳ vật nào lên nhiệt độ bất kỳ, chúng ta chỉ cần nhân tất cả các phần. Năng lượng cần thiết = Khối lượng x Nhiệt riêng x Thay đổi nhiệt độ. Câu trả lời luôn là đơn vị năng lượng, chẳng hạn như Joules.
- Ví dụ: “Nếu nhiệt dung riêng của nhôm là 0,902 Jun trong một gam thì cần bao nhiêu Jun để tăng nhiệt độ của 5 gam nhôm thêm 2 độ C?
- Năng lượng cần thiết = 5 g x 0,902 J / g˚C x 2˚C
- Năng lượng cần thiết = 9,02 J
Bước 4. Biết các nhiệt cụ thể của các vật liệu thông thường
Để giúp luyện tập, hãy nghiên cứu các điểm nóng cụ thể phổ biến mà bạn có thể thấy trong bài kiểm tra hoặc xuất hiện trong cuộc sống thực. Bạn có thể học được gì từ điều này? Ví dụ, lưu ý rằng nhiệt riêng của kim loại thấp hơn nhiều so với gỗ - đây là lý do tại sao thìa kim loại nóng lên nhanh hơn gỗ nếu để trong một cốc sô cô la nóng. Nhiệt lượng riêng thấp hơn có nghĩa là một vật nóng lên nhanh hơn.
- Nước: 4, 179 J / g˚C
- Không khí: 1,01 J / g˚C
- Gỗ: 1,76 J / g˚C
- Nhôm: 0,902 J / g˚C
- Vàng: 0,129 J / g˚C
- Sắt: 0,450 J / g˚C
Lời khuyên
- Đơn vị nhiệt dung quốc tế (SI) là Joules trên Kelvin, không chỉ là Joules
- Sự thay đổi nhiệt độ được biểu thị bằng một đồng bằng đơn vị nhiệt độ thay vì chỉ một đơn vị nhiệt độ (giả sử: 30 Delta K thay vì chỉ 30K)
- Năng lượng (nhiệt) phải bằng Joules (SI) [Khuyến nghị]
