Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên R Lớp 11
|
Với giải Bài 8 trang 11 sgk Vật Lí lớp 11 được biên soạn lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập môn Vật Lí 11. Mời các bạn đón xem: Show
Giải Vật Lí 11 Bài 25: Tự cảm Video Giải Bài 8 trang 158 SGK Vật Lí 11Bài 8 trang 158 SGK Vật Lí 11: Trong mạch điện hình 25.5, cuộn cảm L có điện trở bằng 0. Dòng điện qua L bằng 1,2A; độ tự cảm L = 0,2H. Chuyển K sang vị trí b, tính nhiệt lượng tỏa ra trong R.  Lời giải: Trong mạch điện hình 25.2. Khi khóa K ở a, năng lượng từ trường trong ống dây: W=12Li2=12.0,2.1,22=0,144(J) Khi chuyển khóa K từ vị trí a sang vị trí b thì cường độ dòng điện trong cuộn cảm giảm, xảy ra hiện tượng tự cảm. Năng lượng từ trường trong ống dây, chuyển sang cho điện trở R dưới dạng nhiệt năng, làm điện trở nóng lên. Nhiệt lượng tỏa ra trên R: QR = W = 0,144(J) Đáp án: Q = 0,144J Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 11 hay, chi tiết khác: C1 trang 153 Vật Lí lớp 11: Hãy thiết lập công thức (25.2)... C2 trang 155 Vật Lí lớp 11: Trong mạch điện vẽ trên Hình 25.4, khóa K đang đóng ở vị trí a... C3 trang 156 Vật Lí lớp 11: Chứng tỏ rằng hai vế của phương trình sau có cùng đơn vị là Jun (J)... Bài 1 trang 157 Vật Lí lớp 11: Trong những trường hợp nào có hiện tượng tự cảm... Bài 2 trang 157 Vật Lí lớp 11: Phát biểu định nghĩa từ thông riêng, độ tự cảm của một mạch kín... Bài 3 trang 157 Vật Lí lớp 11: Độ lớn của suất điện động tự cảm phụ thuộc vào những đại lượng nào... Bài 4 trang 157 Vật Lí lớp 11: Nếu hai ống dây có chiều dài như nhau thì độ tự cảm của ống dây thứ hai là... Bài 5 trang 157 Vật Lí lớp 11: Suất điện động tự cảm có giá trị lớn khi... Bài 6 trang 157 Vật Lí lớp 11: Tính độ tự cảm của một ống dây hình trụ có chiều dài 0,5m gồm 1000 vòng dây... Bài 7 trang 157 Vật Lí lớp 11: Suất điện động tự cảm 0,75V xuất hiện trong một cuộn cảm có L = 25mH...
Câu 8: Trang 157 sgk vật lí 11Trong mạch điện hình 25.5, cuộn cảm L có điện trở bằng 0. Dòng điện qua L bằng 1,2 A; độ tự cảm L = 0,2 H. Chuyển K sang vị trí b, tính nhiệt lượng tỏa ra trong R.
Trong mạch trên, áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa cơ năng, nhiệt lượng tỏa ra trên R chính là phần năng lượng từ trường trong ống dây. $Q = W =\frac{1}{2}.L.i^{2} = \frac{1}{2}.0,2.1,2^{2} = 0,144$ (J) Trắc nghiệm vật lý 11 bài 25: Tự cảm (P2) Từ khóa tìm kiếm Google: giải câu 8 trang 157 sgk vật lý 11, giải bài tập 8 trang 157 vật lí 11 , Lý 11 câu 8 trang 157, Câu 8 trang 157 bài 25: Tự cảm
Bạn đang loay hoay với những bài tập tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở? Bạn không biết cách tính và công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở như thế nào? Đừng lo, bài viết hôm nay Góc Hạnh Phúc sẽ giúp bạn nắm được công thức, và cho một số bài tập có lời giải dễ hiểu. Xem thêm: Khái niệm về nhiệt lượngĐầu tiên để biết cách tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở thì bạn cần hiểu được nhiệt lượng là gì. Nhiệt chính là một dạng năng lượng dự trữ trong vật chất, nhờ vào sự chuyển động nhiệt hỗn loạn của những hạt cấu tạo nên vật chất. Nhiệt lượng là lượng nhiệt năng dự trữ hay truyền tải trên các vật. Hoặc hiểu theo cách khác nó chính là phần nhiệt năng mà vật nhận được hoặc có thể mất đi trong quá trình truyền nhiệt. Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trởĐể tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở bạn áp dụng ngay công thức này: Q = R.I2.t (J) Trong đó Q là nhiệt lượng tỏa ra (J) R là điện trở (Ω) I là cường độ dòng điện (A) t là thời gian nhiệt lượng tỏa ra Bài tập tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trởBài tập 1: Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu một điện trở thuần 12Ω thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch có biểu thức là I = 2cos(140πt) (A). Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở trong thời gian t = 0,6 phút bằng bao nhiêu? Lời giải Áp dụng công thức nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở ta có: Q = I2.R.t = (√2)2.12.(0,6.70) = 1008 (J) Bài tập 2: Trên một bếp từ khi hoạt động bình thường có điện trở là R = 60Ω và cường độ dòng điện chạy qua bếp khi đó là I = 2,5A. Tính nhiệt lượng mà bếp từ tỏa ra trong 1 giây là bao nhiêu? Lời giải Nhiệt lượng mà bếp từ tỏa ra trong 1 giây là: Q = (2,5)2.60.1 = 500 (J) Như vậy, Bài tập tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở không quá khó đúng không nào. Bạn chỉ cần đọc hiểu và chịu khó làm nhiều bài tập là sẽ công thức được nhanh chóng và lâu hơn. Đây cũng là một trong những kiến thức quan trọng môn Vật Lý mà không nên bỏ qua. Bởi vậy, hãy chịu khó làm nhiều bài tập nhé.
I. Nhiệt lượng là gì?Nhiệt lượng có thể hiểu là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay bị hao hụt, mất đi trong quá trình truyền nhiệt. Nhiệt lượng của một vật thu vào để có thể làm nóng lên phụ thuộc vào ba yếu tố: - Khối lượng của vật: khi khối lượng của vật càng lớn đồng nghĩa với việc nhiệt lượng của vật thu vào cũng càng lớn. -Độ tăng nhiệt độ: khi độ tăng nhiệt của vật càng lớn thì nhiệt lượng mà vật hấp thụ cũng sẽ càng lớn. -Chất cấu tạo nên vật: tùy thuộc vào mỗi chất lại có một nhiệt dung riêng khác nhau do đó, nhiệt lượng của chúng cũng khác nhau. II.Đặc điểm của nhiệt lượng
- Nhiệt lượng của vật cần thu nhằm phục vụ cho quá trình làm nóng lên hoàn toàn phụ thuộc vào khối lượng của vật, độ tăng nhiệt độ của vật cùng nhiệt dung riêng của chất liệu làm nên nó. - Nhiệt lượng riêng cao: là nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn một đơn vị khối lượng nhiên liệu trong bơm - Nhiệt lượng riêng thấp: nhiệt lượng riêng cao loại trừ nhiệt bốc hơi của nước được giải phóng và tạo ra trong cả quá trình đốt cháy mẫu nhiên liệu. - Nhiệt dung của nhiệt lượng kế: là lượng nhiệt cần thiết để đốt nóng nhiệt lượng kế lên 1oC ở điều kiện tiêu chuẩn hay còn được gọi là giá trị nước của nhiệt lượng kế. III.Nhiệt dung riêng là gì?Nhiệt dung riêng được hiểu là những nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho một đơn vị đo của lượng chất đó. Cụ thể, dùng cho đo khối lượng hay số phân tử (mol,…). Theo hệ thống đơn vị đo lường chuẩn Vật lý của Quốc tế thì nhiệt dung riêng có đơn vị đo là Joule/ kilôgam/ Kelvin hay Joule/ mol/ Kelvin (ký hiệu J.Kg-1.K-1 hay J/kKg.K)). Nhiệt dung riêng thường được dùng trong các phép tính nhiệt lượng trong quá trình gia công cho vật liệu xây dựng và phục vụ cho lựa chọn các vật liêu ở các chạm nhiệt. Bảng nhiệt dung riêng của một số chất thường được sử dụng
IV.Công thức tính nhiệt lượngCông thức tính nhiệt lượng cơ bản Công thức tính nhiệt lượng: Q = m.c.∆t Trong đó: - Q là nhiệt lượng của vật thu vào hay tỏa ra. Đơn vị tính: Jun (J) hoặc KJ. Nó cũng có thể tính bằng đơn vị calo hay kcal (1kcalo = 1000 calo và 1 calo = 4,2J) -m là khối lượng riêng của vật, được tính bằng kg -c là nhiệt dung riêng được đo bằng J/kg.K. Nhiệt dung riêng của một chất cho ta biết được nhiệt lượng cần thiết để có thể làm 1 kg chất đó tăng lên 1 độ C. -∆t là sự thay đổi của nhiệt độ hay có thể hiểu là sự biến thiên nhiệt độ ∆t = t2– t1 -Nếu ∆t > 0 thì vật tỏa ra nhiệt -Nếu ∆t < 0 thì vật thu nhiệt Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra ở trên điện trở Q = RI2t Trong đó: -Q là nhiệt lượng tỏa ra. Đơn vị tính: J -R là điện trở. Đơn vị tính: Ω -I là cường độ dòng điện. Đơn vị tính: A -t là thời gian nhiệt lượng tỏa ra V. Phương trình cân bằng nhiệt và công thức tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu1. Phương trình cân bằng nhiệt Qthu= Qtỏa Trong đó: -Qthulà tổng nhiệt lượng mà vật thu vào -Qtỏalà tổng nhiệt lượng mà vật tỏa ra 2. Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu Q = q.m Trong đó:
VI.Cân bằng nhiệt lượng trong lò hơi công nghiệp1. Phương trình cân bằng nhiệt tổng quát trong lò - Nhiệt lượng sinh ra khi ta đốt nhiên liệu trong lò hơi chính là năng lượng mà nhiên liệu và không khí mang vào: Qđv= Qnl+ Qkk - Nhiệt lượng này, một phần sẽ được sử dụng hữu ích để sinh hơi, phần nhỏ hơn bị mất đi (được gọi là tổn thất nhiệt). Qđv= Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6 Trong đó: -Q1là nhiệt lượng sử dụng hữu ích để sinh hơi (đơn vị: Kj/Kg) -Q2là lượng tổn thất nhiệt vì khói thải mang ra ngoài lò hơi (đơn vị: Kj/Kg) -Q3là lượng tổn thất nhiệt bởi việc cháy không hoàn toàn về mặt hóa học (đơn vị: Kj/Kg) -Q4là lượng tổn thất nhiệt bởi việc cháy không hoàn toàn về mặt cơ học (đơn vị: Kj/Kg) -Q5là lượng tổn thất nhiệt vì tỏa nhiệt từ mặt ngoài tường lò ra không khí xung quanh (đơn vị: Kj/Kg) -Q6là lượng tổn thất nhiệt vì xỉ nóng mang ra bên ngoài (đơn vị: Kj/Kg) - Nhiệt lượng sinh ra do việc đốt cháy nhiên liệu trong lò hơi sẽ bằng nhiệt lượng được sử dụng hữu ích để sinh hơi và phần nhiệt bị tổn thất trong suốt quá trình thực hiện. Phương trình thể hiện sự cân bằng này được gọi là phương trình cân bằng nhiệt tổng quát của lò. Qđv= Qnl+ Qkk= Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6 VII.Các dạng bài tập về công thức tính nhiệt lượngBài tập 1:Trong một bình nhôm với khối lượng 0,5 kg có chưa 4kg nước ở nhiệt độ 20oC. Người ta đã thả vào bình một miếng sắt với khối lượng 0,2 kg đã được đun nóng tới 500oC. Hãy xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu sự cân bằng nhiệt. Biết được nhiệt dung riêng của nhôm là 896 J/kg.K, của nước là 4,18.103J/kg.K và của sắt là 0,46.103J/kg.K Lời giải: Ta có phương trình cân bằng nhiệt (mbcb+ mncn)(t-t1) = mscs(t2-t) ⇒ t = 22,6oC Bài tập 2:Hãy tính nhiệt lượng cần để có thể đun 5kg nước từ 15oC đến 100oC trong một cái thùng sắt có khối lượng bằng 1,5kg. Được biết, nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K và của sắt là 460 J/kg.K Lời giải: Ta có: Q = (m1c1+ m2c2)(t2-t1) = 1843650 J Bài tập 3:Với 100g chì truyền nhiệt lượng 260J thì sẽ tăng nhiệt độ từ 15oC lên 35oC. Hãy tính nhiệt dung cùng nhiệt dung riêng của chì. Lời giải: Ta có: Q = mc(t2-t1) = C(t2-t1) => C = 13J/K và c = 130J/kg.K Bài tập 4.Trộn ba loại chất lỏng không tác dụng hóa học lẫn nhau. Được biết khối lượng lần lượt là m1= 1kg, m2= 10kg và m3= 5kg, nhiệt độ và nhiệt dung riêng lần lượt cho t1= 6oc, c1= 2kJ/kg.độ, t2= -40oC, c2= 4kJ/kg.độ, t3= 60oC, c3= 2kJ.kg.độ. Hãy: a) Tính nhiệt độ cân bằng của hỗn hợp b) Tìm nhiệt lượng cần để làm nóng hỗn hợp đến 6oC Lời giải: a) Phương trình cân bằng nhiệt: Q1+ Q2+ Q3= 0 => t = -19oC b) Nhiệt lượng cần để làm nóng hỗn hợp đến 6oC là: Q = (c1m1+ c2m2+ c3m3)(t-t’) = 1300kJ Bài tập 6:Một ấm điện có ghi 220 V – 1000W được dùng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước với nhiệt độ ban đầu là 10oC. Hiệu suất đun sôi của ấm là 90%, trong đó nhiệt lượng cung cấp để có thể đun sôi nước được coi là có ích. Tính nhiệt lượng cần cung cấp để có thể đun sôi lượng nước trên, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K a) Tính nhiệt lượng của ấm điện đã tỏa ra khi đó b) Tính thời gian cần thiết để có thể đun sôi lượng nước trên Lời giải: a) Nhiệt lượng cần cung cấp để có thể đun sôi lượng nước trên là: Qi = m.c.∆t = 4200.2.(100-20) = 672000J Khi đó nhiệt lượng mà ấm đã tỏa ra là: H = Qi/Qtp⇒ Qtp = Qi/H = 672000/(90/100) = 746700J b) Thời gian cần thiết để đun sôi được lượng nước trên là: Qtp = A = P.t⇒ t = Qtp/P = 746700/1000 ≈ 747s Bài tập 7:Thùng nhôm có khối lượng 1,2 kg đựng 4kg nước ở 90oC. Hãy tìm nhiệt lượng tỏa ra nếu nhiệt độ hạ xuống 30oC. Biết nhôm có c2= 0,92kJ.kg.độ và nước có c2= 4,186kJ/kg,độ. Lời giải: Nhiệt lượng tỏa ra khi nhiệt độ hạ xuống 30oC là: Q = Q1+ Q2= c1m1(t1-t2) + c2m2(t1-t2) = 1,07.106J Bài tập 8: Một bếp điện khi hoạt động bình thường sẽ có điện trở R = 80Ω với cường độ dòng điện chạy qua bếp khi đó là I = 2,5A. Hãy tính nhiệt lượng mà bếp đã tỏa ra trong 1 giây. Lời giải: Nhiệt lượng mà bếp đã tỏa ra trong 1 giây: Q = I2.R.t = 2,52.80.1 = 500J Bài tập 9:Một nhiệt lượng kế có chứa 2kg nước ở 15oC. Cho vào nhiệt lượng kế một quả cân vằng đồng bằng đồng thau có khối lượng là 500g ở 100oC. Hãy tìm nhiệt độ cân bằng của hệ. Vỏ nhiệt lượng kế được xem như không thu nhiệt. Biết nhiệt dung riêng của đồng là c1= 3,68.102 j/kg.độ và c2= 4,186kJ/kg.độ Lời giải: Ta có phương trình cân bằng nhiệt cho hệ: Q1+ Q2= 0 c1m1(t-t1) + c2m2(t-t2) = 0 => t = 16,8oC Bài tập 10:Một khối m = 50g hợp kim chì kẽm tại 136oC được cho vào một nhiệt lượng kế, nhiệt dung 30J/độ, có chứa 100g nước ở 14oC. Nhiệt độ cân bằng là 18oC. Tính khối lượng của chì, kẽm. Biết được nhiệt dung riêng của nước là c0= 4,2kJ/kg.độ, chì là c1= 0,13kJ/kg.độ, kẽm c2= 0,38kJ/kg,độ. Lời giải: Gọi m1, m2, m3và m0lần lượt là khối lượng của chì, kẽm, nhiệt lượng kế và nước Và lần lượt t1, t2, t3là nhiệt độ ban đầu của chì, kẽm, nhiệt lượng kế và nước. T là nhiệt độ chung của hệ khi được cân bằng Ta có phương trình cân bằng cho hệ: Q1+ Q2+ Q3+ Q0= 0 ⇔C1m1(t-t1) + c2m2(t-t2) + c3m3(t-t3) + c0m0(t-t0) = 0 Trong đó: t1= t2= 136oC; T3= T4= 14oC. c3m3= 30J/K; t = 18oC; c1= 0,13J/g.K; c2= 0,38 J/g.K; c0= 4,2J/g.K; m0= 100g => 0,13.m1(18-136) + 0,38.m2(18-136) + 30(18-14) + 4,2.100(18-14) = 0 ⇔-15,34m1– 44,84m2+ 1800 = 0 (1) Mặt khác, ta có thêm: m1+ m2= 50 (2) Từ (1) và (2) ta được: m1= 15g và m2= 35g
|
