Bài tập tính nhiệt lượng có hiệu suất
|
3. Nhiệt lượng do vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào. Phương trình cân bằng nhiệt được viết dưới dạng: Qtoa=Qthu Show 3. Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu Trong đời sống và kĩ thuật, người ta phải đốt than, củi, dầu,… để cung cấp nhiệt lượng cho các vật liệu khác. Than, củi, dầu,… là các nhiên liệu. Đại lượng cho biết nhiệt lượng tỏa ra khi 1 kg nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn gọi là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (kí hiệu là q, đơn vị là J/kg). Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn m kg nhiên liệu được tính bằng công thức: Q=q.m Trong đó: Q là nhiệt lượng tỏa ra (J). q là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (J/kg). m là khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn (kg). Chất Năng suất tỏa nhiệt (J/kg) Chất Năng suất tỏa nhiệt (J/kg) Củi khô 10.106 Khí đốt 44.106 Than bùn 14.106 Dầu hỏa 44.106 Than đá 27.106 Xăng 46.106 Than gỗ 34.106 Hiđrô 120.106 Năng suất tỏa nhiệt của một số nhiên liệu Dạng 1: Tính nhiệt lượngBài toán 1: Tính toán nhiệt lượng khi thay đổi nhiệt độ Phương pháp giải Để tính nhiệt lượng vật tỏa ra hay thu vào để thay đổi nhiệt độ, ta làm theo các bước sau: Bước 1: Xác định các vật tỏa nhiệt hay thu nhiệt, xác định các đại lượng đề bài cho biết trong công thức tính nhiệt lượng. Chú ý: Nếu bài cho đơn vị của nhiệt dung riêng là J/g.K ta cần đổi đơn vị về J/kg.K. 1 J/g.K = 1 000 J/kg.K Nếu bài không cho biết, khối lượng riêng của nước, ta lấy khối lượng riêng của nước là 1000 , tương ứng mỗi lít nước có khối lượng bằng 1 kg. Nếu có nhiều vật cùng nhận nhiệt hay tỏa nhiệt thì nhiệt lượng tổng cộng cần tính bằng tổng nhiệt lượng tính cho mỗi vật. Bước 2: Áp dụng công thức tính nhiệt lượng, rút ra đại lượng đề bài yêu cầu tính rồi thay số. Bài toán 2: Tính toán nhiệt lượng theo đồ thị Phương pháp giải Bài toán thường cho biết đồ thị phụ thuộc nhiệt độ của một chất theo thời gian. Từ đồ thị ta đọc được các giá trị nhiệt độ đầu và cuối của các quá trình rồi tính nhiệt lượng theo công thức. Dạng 2: Phương trình cân bằng nhiệtPhương pháp giải Bước 1: Xác định các vật tỏa nhiệt và các vật thu nhiệt theo nguyên tắc sau: Nhiệt năng luôn truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn. Vậy vật có nhiệt độ cao hơn là vật tỏa nhiệt, vật có nhiệt độ thấp hơn là vật thu nhiệt. Bước 2: Tính nhiệt lượng tỏa ra và nhiệt lượng thu vào của các vật. Bước 3: Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt và rút ra đại lượng đề bài yêu cầu tính. Qtoa=Qthu Dạng 3: Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệuBài toán 1: Tính nhiệt lượng, công sinh ra khi đốt nhiên liệu Để tính nhiệt lượng tỏa ra dùng công thức tính nhiệt lượng mà nhiên liệu tỏa ra: Q=q.m Trong đó m (kg) là khối lượng của vật và q (J/kg) là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu đó. Chú ý: Nếu bài có cho động cơ hoặc bếp đun có hiệu suất H, một phần nhiệt lượng do đốt cháy nhiên liệu được chuyển thành phần năng lượng có ích đúng mục đích sử dụng (sinh công A hoặc nhiệt lượng Q), một phần năng lượng bị hao phí do truyền ra môi trường bên ngoài. Công thức tính hiệu suất: H=AQ.100%=Q1Q.100% Trong đó: A: Công cơ học của vật: Q1: Nhiệt lượng có ích vật thu vào. Q: Nhiệt lượng do nhiên liệu tỏa ra. Bài toán 2: Tính lượng nhiên liệu tiêu thụ Phương pháp giải Các thiết bị sử dụng việc đốt nhiên liệu để sinh ra năng lượng phục vụ mục đích thường bị hao phí do tỏa nhiệt ra môi trường. Để tính lượng nhiên liệu tiêu thụ ta làm theo các bước sau: |
