Trong bộ môn vật lý, chúng ta đã được tiếp xúc với khái niệm nhiệt dung và nhiệt dung riêng. Vậy nhiệt dung và nhiệt dung riêng là gì? Khi biết được nhiệt dung riêng thì chúng ta sẽ biết được điều gì? Cùng chúng tôi đi tìm câu trả lời cho những thắc mắc liên quan đến vấn đề nhiệt dung nhé.
Định nghĩa nhiệt dung, nhiệt dung riêng là gì?
Trước khi đi tìm hiểu về khái niệm nhiệt dung riêng là gì thì chúng ta cần phải hiểu về nhiệt dung là gì?
Nhiệt dung là gì?
Định nghĩa nhiệt dung: Nhiệt dung là thuật ngữ được sử dụng thường xuyên trong môn Vật lý, nó dùng để mô tả lượng nhiệt cần phải được thêm vào 1 chất bất kỳ để làm tăng nhiệt độ của nó thêm 1 độ C.
Nhiệt dung riêng là gì?
Định nghĩa nhiệt dung riêng: Nhiệt dung riêng của 1 chất là nhiệt lượng mà chúng ta phải cung cấp cho một đơn vị đo lường chất cụ thể để nhiệt độ của nó có thể tăng lên 1 độ trong quá trình nhất định.
VD: Nhiệt dung riêng không khí là 1005 J/kg.K, hay nhiệt dung riêng nước: 4200 J/kg.K,…
Nhiệt dung riêng và nhiệt dung khác nhau như thế nào?
Dưới đây là sự khác biệt giữa nhiệt dung và nhiệt dung riêng:
- Nhiệt dung riêng là 1 thuộc tính của vật liệu, còn nhiệt dung là 1 thuộc tính của vật.
- Nhiệt dung riêng của chất nguyên chất là không đổi, nhưng nhiệt dung của chất nào còn phụ thuộc vào khối lượng của mẫu.
- Nhiệt dung riêng sẽ không phụ thuộc vào khối lượng, còn nhiệt dung thì sẽ phụ thuộc
Nhiệt dung riêng cho biết điều gì?
Nhiệt dung riêng của một chất sẽ cho biết nhiệt lượng cần thiết để 1kg chất đó tăng thêm 1 độ C. Ví dụ: Biết nhiệt dung riêng của nước là 4.200 J/kg/K, có nghĩa là muốn làm cho 1kg nước nóng thêm 1 độ C thì cần truyền cho nước một nhiệt lượng là 4200J.
Đơn vị đo và ký hiệu của nhiệt dung riêng
Để thuận tiện trong việc sử dụng, người ta đã thống nhất đơn vị đo và ký hiệu của nhiệt dung riêng theo quy chuẩn quốc tế, cụ thể:
Đơn vị của nhiệt dung riêng là gì?
Theo quy định trong hệ thống đo lường quy chuẩn quốc tế, đơn vị đo của nhiệt dung riêng là Joule trên kg trên Kelvin (J·kg−1·K−1 hoặc J/(kg·K); hoặc Joule trên mol trên Kelvin. Đơn vị của nhiệt dung riêng được lấy tên theo nhà vật lý người Anh -James Prescott Joule.
Nhiệt dung riêng kí hiệu là gì?
Trong hệ thống đo lường, nhiệt dung riêng có ký hiệu là C. Mặt khác, người ta cũng thường sử dụng nhiệt dung riêng để có thể tính toán được nhiệt lượng khi gia công nhiệt cho vật liệu xây dựng cũng như việc lựa chọn vật liệu trong những trạm nhiệt.
Những yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt dung riêng của 1 chất
Công suất nhiệt và nhiệt dung riêng là 2 đại lượng có liên quan chặt chẽ với nhau. Cái đầu tiên thực sự được phát sinh từ cái thứ 2. Nhiệt dung riêng được coi là 1 biến trạng thái, nghĩa là nó chỉ liên quan đến những tính chất bên trong của 1 chất nào đó mà không hề liên quan đến lượng của nó.
Do vậy, nhiệt dung riêng của nó sẽ được biểu thị dưới dạng nhiệt trên 1 đơn vị khối lượng bất kỳ. Mặt khác, công suất nhiệt cũng còn phải phụ thuộc vào mức độ của chất được nhắc đến phải trải qua quá trình truyền nhiệt, và nó không phải là 1 biến trạng thái.
Công thức tính nhiệt dung riêng
Để tính nhiệt dung riêng của các chất, chúng ta sẽ áp dụng dựa trên công thức tính nhiệt lượng, các bạn áp dụng theo công thức sau:
Q = m. c. t
Trong đó:
– Q: Nhiệt lượng (J)m là khối lượng của vật (kg).
– c: Nhiệt dung riêng của chất liệu (J / kg.K).
– ∆t: Nhiệt độ tăng giảm của vật ( độ C hoặc K).
Bảng nhiệt dung riêng của các chất
Các chất tồn tại ở thể lỏng hay thể rắn đều có nhiệt dung riêng. Vì thế, chúng tôi đã thống kê một số nhiệt dung riêng của kim loại và một số chất thường gặp các bạn có thể tham khảo:
| STT | Tên chất | Nhiệt dung riêng |
| 1 | Nhiệt dung riêng của nước | 4200 J/kg.K |
| 2 | Nhiệt dung riêng của nước đá | 1800 J/kg.K |
| 3 | Nhiệt dung riêng của đồng | 380 J/kg.K |
| 4 | Nhiệt dung riêng của không khí | 1005 J/kg.K |
| 5 | Nhiệt dung riêng của chì | 130 J/kg.K |
| 6 | Nhiệt dung riêng của dầu | 1670 J/kg.K |
| 7 | Nhiệt dung riêng của Hidro | 14,3 kJ/kg.K |
| 8 | Nhiệt dung riêng của inox 304 | 460 J/kg.K |
| 9 | Nhiệt dung riêng của sắt | 460 J/kg.K |
| 10 | Nhiệt dung riêng của CO2 | 0,75 kJ/kg.K |
| 11 | Nhiệt dung riêng của oxi | 0,92.10^3 J$ |
| 12 | Nhiệt dung riêng của nito | 1,042 J K-1g-1 |
| 13 | Nhiệt dung riêng của rượu | 2500 J/kg.K |
Cách đổi nhiệt dung riêng của nước theo độ C
Phía trên là bảng nhiệt dung riêng theo độ K, vậy cách đổi nhiệt dung riêng của nước theo độ C như thế nào?
Ta có: K = °C + 273.15
Nên nhiệt dung riêng của nước theo độ C là 4200 (J/kg.K) = 4200/ (1+273.15) = 15.32 (J/kg. °C)
Nhiệt lượng kế là gì?Tính nhiệt dung nhờ nhiệt lượng kế
Nhiệt lượng nhiệt kế là thiết bị chuyên dụng được sử dụng để đo lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy 1 mẫu chất được đặt trong môi trường giàu khí oxy bên trong 1 chiếc bình kín, hay còn được gọi là bom và được bao quanh bởi 1 lượng nước đã xác định.
Công thức tính nhiệt dung riêng của 1 chất nhờ nhiệt lượng nhiệt kế:
– Gọi c là nhiệt dung riêng thì khi đó 1 vật có trọng lượng là m ở nhiệt độ t1 cần truyền 1 nhiệt lượng là Q để nhiệt độ của vật có thể tăng lên 1 nhiệt độ là t2.
– Khi đó, nhiệt dung riêng c sẽ được xác định dựa theo công thức sau:
c = Q/ (m(t2 – t1))
Ví dụ về nhiệt dung riêng: Muốn làm nóng 2kg thép carbon từ 20 – 100 độ C thì cần nhiệt lượng bao nhiêu, biết nhiệt dung riêng của thép carbon là 0.49 kJ/kg°C.
Q = m.c. = m.c.(tlớn – tnhỏ) = (0.49 kJ/kg°C) (2kg) (100°C – 20°C) = 78.4 (kJ)
Bài viết trên đây, chúng tôi đã thông tin đến bạn những kiến thức liên quan đến nhiệt dung riêng là gì, cũng như bảng nhiệt dung riêng của 1 số loại chất cơ bản. Hy vọng rằng những chia sẻ này sẽ giúp ích cho các bạn trong quá trình học tập và nghiên cứu.
