Nhiệt năng là gì? Định nghĩa, tính chất và công thức tính nhiệt năng lớp 8

Thế nào là nhiệt năng? Trong môi trường xung quanh ta có chứa nhiều loại năng lượng khác nhau trong đó có nhiệt năng. Nhưng bạn có thực sự hiểu được bản chất cùng các khái niệm của loại năng lượng hữu ích này chưa? Hãy cùng tìm hiểu trong bài viết dưới đây của thapgiainhiettashin nhé!

Thế nào là nhiệt năng và các khái niệm liên quan

Nhiệt năng là gì?

Nhiệt năng là một dạng năng lượng có trong vật chất được tạo thành nhờ sự chuyển động hỗn loạn của các hạt cấu tạo của vật chất. Những chuyển động này bao gồm chuyển động của khối tâm phân tử, sự dao động của các hạt cấu tạo với quỹ đạo lấy hạt nhân của nguyên tử làm tâm, chuyển động quay các phân tử khối tâm đó. Tổng của các động năng phát sinh từ chuyển động kể trên được gọi là nhiệt năng.

Nhiệt năng là dạng năng lượng vật chất từ chuyển động hỗn loạn của chất đó

Nhiệt độ là gì?

Nhiệt độ trong môn vật lý mà chúng ta được tiếp cận khi đi học là một trong những tính chất vật lý cơ bản của vật chất. Nhiệt độ chính là biển hiện cho nhiệt năng của vật.

Mối quan hệ của nhiệt năng và nhiệt độ

Nhiệt độ và nhiệt năng là 2 khái niệm vật lý có sự liên kết và phụ thuộc vào nhau vô cùng chặt chẽ. Nhiệt năng là tổng động năng phát sinh từ chuyển động của nguyên tử và các hạt cơ bản.

Trong khi đó, nhiệt độ là đại lượng biểu hiện cho nhiệt năng của một vật. Vật thể khi có nhiệt độ cao đồng nghĩa với việc nó có lượng điện năng lớn. Điều này là do các nguyên tử và hạt cơ bản sẽ chuyển động nhanh hơn trong môi trường nhiệt độ cao. Đồng thời, có thể tạo ra nhiều nhiệt lượng hơn từ những chuyển động hỗn loạn của chúng.

Những cách để thay đổi nhiệt năng của vật là gì?

Như đã trình bày ở trên nhiệt năng là tổng động năng của các chuyển động hỗn loạn với các nguyên tử và hạt cơ bản của vật. Vì vậy, để thay đổi nhiệt năng ta cần phải thay đổi động năng của vật đó. Ta có thể thực hiện theo 2 cách sau:

Thực hiện công

Để tăng nhiệt độ của vật ta có thể khiến vật chuyển động hoặc tắc động công lên vật đó. Dưới đây là một số ví dụ cho phương pháp này, cụ thể:

• Khi cảm thấy cơ thể lạnh, bạn thường có xu hướng chà xát hai bàn tay vào nhau. Sau một thời gian làm như vậy bạn sẽ thấy tay mình ấm lên.
• Sử dụng búa để gõ đinh vào tường sau khi hoàn thành bạn sờ vào đầu đinh nơi búa đã gõ vào trước đó bạn sẽ thấy ấm.
• Khi mài dao trong 1 thời gian dài ta thường phải nhúng lưỡi dao vào nước sạch để rửa bụi sắt. Không chỉ vậy, khi làm việc này còn giúp giảm đi lượng nhiệt cho lưỡi dao do lưỡi dao được mài trong thời gian dài.

Truyền nhiệt

Cách thay đổi nhiệt năng của vật qua truyền nhiệt và thực hiện công

Nhiệt độ của vật sẽ khiến nhiệt năng của nó thay đổi theo nhanh chóng. Bạn có thể cho vật nhận nguồn nhiệt từ vật khác bằng cách cho vật tiếp xúc với vật có nhiệt độ chênh lệch. Nên khi vật tiếp xúc với vật có nhiệt độ cao thì nhiệt lượng của vật sẽ tăng và ngược lại. Các ví dụ cho việc sử dụng phương pháp truyền nhiệt có thể thay đổi điện năng của vật như:

• Khi cho đá cho vào cà phê nóng, cà phê sẽ nguội dần nên dẫn đến nhiệt năng cũng giảm dần.
• Để một chiếc thìa kim loại vào nồi canh nóng sau một lúc chiếc thìa sẽ nóng lên, nhiệt năng của chiếc thìa đó cũng tăng lên theo.

Thế nào là nhiệt lượng và các khái niệm liên quan

Nhiệt lượng là gì?

Nhiệt lượng một đại lượng vật lý để chỉ phần nhiệt năng nhận được hoặc mất đi của một vật qua quá trình truyền nhiệt. Nhiệt lượng được ký hiệu là Q và sử dụng đơn vị đo là J (Jun) được tính theo hệ đo lường quốc tế SI.

Nhiệt dung riêng là gì?

Nhiệt dung riêng của một chất được định nghĩa là phần nhiệt lượng cần thiết để 1 lượng vật chất đó tăng lên 1 độ ( tính trên đơn vị kg) sau quá trình truyền nhiệt.

Đơn vị của nhiệt dung riêng là  J/kg.K trong hệ thống đo lường quốc tế SI.

Bảng nhiệt dung riêng của một số chất trong hệ thống đo lường quốc tế

Công thức tính nhiệt lượng

Nhiệt lượng thu vào hay truyền đi của một vật dựa theo công thức sau:

Q = m.c.Δt

Trong đó:

• Q: nhiệt lượng thu vào hay hoặc tỏa ra của vật (đơn vị J)
• m: là ký hiệu của khối lượng vật (tính theo đơn vị kg)
• c: là ký hiệu nhiệt dung riêng của vật chất tạo nên vật đó (J/kg.K)
• t: là biến thiên với nhiệt độ của một vật (độ K)

Điểm nổi bật của nhiệt lượng

• Nhiệt lượng vật cần thu sẽ phục vụ cho quá trình làm nóng lên. Điều này phụ thuộc hoàn toàn vào khối lượng của vật, độ tăng nhiệt độ của vật đó cũng như nhiệt dung riêng của chất làm ra vật đó.
• Nhiệt lượng riêng cao: có nghĩa là nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn trong một đơn vị khối lượng nhiên liệu trong bơm.
• Nhiệt lượng riêng thấp: là do nhiệt lượng riêng cao đã bị loại trừ nhiệt bốc hơi của nước được giải phóng. Sau đó được tạo thành trong cả quá trình đốt cháy mẫu nhiên liệu đó.
• Nhiệt dung của nhiệt lượng kế và lượng nhiệt cần thiết đốt nóng nhiệt lượng kế lên 1 độ C ở điều kiện tiêu chuẩn, còn được gọi là giá trị nước của nhiệt lượng kế.

Ứng dụng của nhiệt năng trong đời sống thực tế

Xung quanh cuộc sống hàng ngày của chúng ta vẫn luôn tồn tại dạng năng lượng từ điện năng, nhiệt năng, quang năng, cơ năng. Và tất cả đều nhằm phục vụ cho các hoạt động thiết yếu. Riêng đối với nhiệt năng còn được ứng dụng vào trong quá trình công nghiệp sản xuất. Một số ví dụ về nhiệt năng trong thực tế có thể liệt kê:

Ứng dụng của nhiệt năng trong cuộc sống hàng ngày

• Các thiết bị phục vụ nấu nướng: Nhiệt năng được sử dụng để làm nóng, nấu chín thức ăn như: bếp gas, lò nướng, nồi chiên không dầu, bếp từ, lò vi sóng, nồi cơm điện, …
• Thiết bị làm nóng nước phục vụ nhu cầu sử dụng hàng ngày như: bình đun nước, máy pha cà phê, thiết bị nóng lạnh, …
• Các thiết bị làm ấm không khí trong thời tiết giá lạnh: lò sửa, quạt sưởi, chăn điện, …
• Hạn chế nấm mốc trong quá trình bảo quản thực phẩm với các thiết bị: Máy sấy, tủ chống ẩm, máy hút ẩm,…

Trên đây là những giải đáp thắc mắc về chủ đề nhiệt năng là gì? Mong rằng những thông tin trên đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về loại năng lượng vô cùng hữu ích trong đời sống con người này. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về các lĩnh vực vật lý nói chung, đừng quên ghé thăm website thapgiainhiettashin mỗi ngày để đọc thêm những bài viết mới nhé!