Bài 24: Năng lượng nhiệt

I. Khái niệm về năng lượng nhiệt

Do các phân tử tạo nên vật chuyển động không ngừng nên chúng có động năng. Tổng động năng của các phân tử tạo nên vật được gọi là năng lượng nhiệt của vật.

Năng lượng nhiệt luôn truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp. Trong quá trình truyền năng lượng nhiệt, phần năng lượng nhiệt mà vật nhận thêm hay mất đi được gọi là nhiệt lượng.

Đơn vị của nhiệt lượng là jun, kí hiệu là J.

Đặt một chiếc thìa vào cốc nước nóng, một lúc sau chạm tay vào thìa, ta cảm thấy nóng.

→ Thìa đã nhận được nhiệt lượng từ nước nóng truyền đến.

Sự truyền năng lượng nhiệt có thể được gọi tắt là sự truyền nhiệt.

II. Nội năng của vật

Do các phân tử có tương tác với nhau và giữa chúng có khoảng cách nên chúng có thể năng.

Tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật được gọi là động năng của vật.

Vật có nhiệt độ càng cao → năng lượng nhiệt càng lớn → các phân tử tạo nên vật chuyển động càng nhanh → nội năng của vật càng lớn.

III. Đo năng lượng nhiệt

Chuẩn bị:

• (1) Một bình chứa nước kín có vỏ cách nhiệt
• (2) Một dây cấp nhiệt được nhúng trong bình nước
• (3) Một nhiệt kế được cắm vào trong bình
• (4) Một que khuất nước
• (5) Một nguồn điện
• (6) Một oát kế được dùng để đo năng lượng cấp cho bình chứa nước (đơn vị đo là oát giờ, kí hiệu là Wh, với 1 Wh = 3600 J)
• (7) Các dây dẫn điện.

Tiến hành:

• Lắp đặt thí nghiệm như hình
• Đổ nước vào bình sao cho nước chiếm khoảng 3/4 bình chứa. Đọc giá trị ở nhiệt kế chỉ nhiệt độ ban đầu t₁ của nước.
• Nối oát kế với dây cấp nhiệt và nguồn điện. Điều chỉnh hiệu điện thế đến 9 V. Nhấn nút công tắc ON để cấp điện cho dây cấp nhiệt.
• Dùng que khuấy đều nước, đồng thời quan sát sự thay đổi của số chỉ nhiệt lương (trên oát kế) mà nước trong bình nhận được từ dây cấp nhiệt.
• Khi nhiệt độ tăng khoảng 10^oC so với nhiệt độ ban đầu, đọc số chỉ của oát kế.
• Rút ra nhiệt lượng mà nước nhận được để tăng 10^oC so với nhiệt độ ban đầu (coi nhiệt lượng toả ra môi trường là không đáng kể).

1. Tổng động năng của các phân tử tạo nên vật được gọi là năng lượng nhiệt của vật.

2. Nhiệt lượng là phần năng lượng nhiệt mà vật nhận thêm hay mất đi trong quá trình truyền năng lượng nhiệt.

3. Tổng động năng và thế năng của các phân tử tạo nên vật được gọi là nội năng của vật.

4. Khi một vật được làm nóng, các phân tử của vật chuyển động nhanh hơn và nội năng của vật tăng.