NHIỆT NĂNG LÀ GÌ? CÁC ĐẠI LƯỢNG LIÊN QUAN TỚI NHIỆT NĂNG

Nhiệt năng - một đại lượng có liên quan chặt chẽ tới nhiệt độ. Bạn đã biết liệu nhiệt năng là gì? Đơn vị của nó và có mấy cách có thể làm thay đổi nhiệt nâng của vật? Các đaị lượng liên quan và ứng dụng của nhiệt năng. Bài viết sau đây sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết hơn.

Nhiệt năng là một đại lượng trong môn vật lý mà chúng ta đã được tiếp cận từ khi còn đi học. Tuy nhiên, thực chất nhiệt năng là gì? Nó được thay đổi như thế nào? Hãy cùng Bigmart tìm hiểu ngay nhé!

I. Nhiệt năng là gì?

Về mặt khái niệm, nhiệt năng là gì? Nó là năng lượng được tổng hợp từ tất cả động năng mà một vật chất tạo ra nhờ chuyển động từ các hạt cấu tạo nên nó.

Từ đây có thể nhận thấy rằng nhiệt năng sẽ phụ thuộc vào động năng.

Nhiệt năng và nhiệt độ là 2 khái niệm có mối liên hệ chặt chẽ. Nhiệt năng phụ thuộc vào nhiệt độ: khi một vật có nhiệt độ tăng cao thì các hạt phân tử cấu trúc nên vật chất đó chuyển động nhanh hơn, từ đó tạo ra nhiệt năng lớn hơn.

Mọi vật đều có nhiệt năng vì các phân tử cấu tạo nên vật luôn luôn chuyển động.

Xem thêm: Nhiệt Độ Là Gì? Ý Nghĩa, Sự Ảnh Hưởng Và Phương Pháp Đo Nhiệt Độ

II. Đơn vị của nhiệt năng 

Đơn vị của nhiệt năng là jun ( J )

Nguyên tử và phân tử là những thành phần tạo nên các chất bên trong vật chất. Các nguyên tử và phân tử này luôn chuyển động không ngừng và tốc độ chuyển động của chúng tăng lên khi nhiệt độ tăng. Vì vậy, ta có thể nói rằng nhiệt năng có mối quan hệ rất chặt chẽ với nhiệt độ. 

Khi nhiệt độ càng cao, các phân tử cấu tạo nên vật chất chuyển động càng nhanh, do đó nhiệt năng cũng sẽ càng lớn.

III. Có mấy cách làm thay đổi nhiệt năng của vật?

Cũng như các đại lượng vật lý khác, nhiệt năng của một vật có thể thay đổi nhờ một số tác động nhất định.

1. Thực hiện công

Một ví dụ dễ thấy về việc thực hiện công để thay đổi nhiệt năng là bơm lốp xe đạp bằng bơm tay. Khi chúng ta bơm, không khí bên trong lốp nóng lên. Điều này là do ma sát giữa các phân tử không khí và bơm làm tăng nhiệt năng của không khí.

Tương tự, khi chúng ta chạy bộ, cơ thể nóng lên. Khi cơ bắp hoạt động, chúng thực hiện công và chuyển động nhanh hơn, làm tăng nhiệt năng. Khi dừng chạy, cơ thể dần nguội đi do ngừng thực hiện công.

2. Truyền nhiệt

Truyền nhiệt là một hiện tượng vật lý thay đổi nhiệt năng rất dễ bắt gặp trong cuộc sống hàng ngày. Ví dụ, khi đặt một ly nước lạnh trong phòng ấm, nước sẽ ấm lên theo nhiệt độ phòng do nhiệt truyền từ không khí vào nước.

Hoặc khi nấu ăn, đặt một chiếc muỗng kim loại vào nồi canh nóng, muỗng sẽ nhanh chóng nóng lên vì nhiệt truyền từ canh sang muỗng, làm tăng nhiệt năng của muỗng.

IV. Các đại lượng liên quan tới nhiệt năng

1. Nhiệt lượng là gì?

Nhiệt lượng là một phần quan trọng liên quan trực tiếp đến nhiệt năng. Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm vào hoặc mất đi trong quá trình truyền nhiệt của vật.

• Kí hiệu của nhiệt là Q, đơn vị của nhiệt lượng là jun ( J ).

• 1 kJ = 1000 J

Trên thực tế, có nhiều đơn vị khác được sử dụng để đo nhiệt lượng và chúng có thể được quy đổi lẫn nhau.

 * Công thức tính nhiệt lượng

Công thức để tính được nhiệt lượng là:

Trong đó: 

• Q: nhiệt lượng ( J )

• m: khối lượng của vật ( kg )

• c: nhiệt dung của vật ( J/ kg. K )

• : đô tăng hay giảm nhiệt độ của vật ( hay còn gọi là biến thiên nhiệt độ, )

• > 0 thì vật tỏa nhiệt, < 0 thì vật thu nhiệt.

Lưu ý: Nhiệt dung riêng của một chất cho chúng ta biết được nhiệt lượng cần có để làm cho một ki lo gam chất đó tăng lên 1 °C so với nhiệt độ ban đầu.

Xem thêm: Nhiệt Lượng Là Gì? Ứng Dụng, Đặc Điểm Và Kiến Thức Xoay Quanh Nhiệt Lượng

2. Nhiệt dung riêng

Nhiệt dung riêng là một đại lượng vật lý quan trọng liên quan đến nhiệt năng. Nó biểu thị khả năng tích trữ nhiệt của một đơn vị khối lượng vật chất. Nhiệt dung riêng là tổng nhiệt năng cần có để làm tăng nhiệt độ của một vật trên mỗi đơn vị khối lượng. Nhiệt dung riêng của một chất liệu là một đặc tính vật lý. Nó cùng là một ví dụ về đặc tính mở rộng vì giá trị của nó tỷ lệ với kích thước của hệ thống đưa vào thử nghiệm.

Nhiệt dung riêng cho biết lượng nhiệt cần thiết để làm tăng nhiệt độ của một đơn vị khối lượng chất lên 1 độ Celsius (°C) hoặc 1 Kelvin (K).

• Kí hiệu: c

• Đơn vị: jun trên kilogram trên độ Celsius (J/kg⋅°C) hoặc jun trên kilogram trên Kelvin (J/kg⋅K)

* Công thức tính nhiệt dung riêng:

c= mΔt/ Q

Trong đó:

• c là nhiệt dung riêng (J/kg·°C hoặc J/kg·K)

• Q là nhiệt lượng mà vật hấp thụ hoặc tỏa ra (J)

• m là khối lượng của vật (kg)

• Δt là độ biến thiên nhiệt độ (°C hoặc K)

Giải thích công thức:

• Nhiệt lượng (Q): Đây là tổng năng lượng nhiệt được truyền vào hoặc ra khỏi vật.

• Khối lượng (m): Đây là khối lượng của vật mà ta đang tính nhiệt dung riêng.

• Độ biến thiên nhiệt độ (Δt): Đây là sự thay đổi nhiệt độ của vật.

V. Ứng dụng của nhiệt năng trong đời sống

Trong đời sống, có nhiều loại năng lượng phục vụ con người như điện năng, quang năng, cơ năng và nhiệt năng. Trong đó, nhiệt năng đặc biệt được ứng dụng rộng rãi trong cả công nghiệp sản xuất lẫn sinh hoạt hàng ngày.

Một số ví dụ thực tế liên quan đến sự có mặt của nhiệt năng:

• Các thiết bị nấu nướng như nồi cơm điện, ấm siêu tốc, lò vi sóng, bếp ga, bếp từ, bếp điện,… và đun sôi nước. Đó chính là ứng dụng của nhiệt năng.

• Ứng dụng trong bảo quản thực phẩm như máy sấy khô, tủ chống ẩm, máy hút ẩm,…

• Các loại máy làm khô như máy sấy giúp sấy khô thực phẩm…

• Thiết bị sưởi ấm, sử dụng trong mùa đông như máy sưởi, bình nóng lạnh, chăn điện,…

Trong những ứng dụng về nhiệt năng ở trên đều thuộc quá trình chuyển hóa năng lượng. Sự chuyển hóa năng lượng liên tục xảy ra giữa điện năng sang cơ năng, cơ năng sang nhiệt năng. Qua đó ta thấy được các nguồn năng lượng khác nhau đều có mối quan hệ chặt chẽ với nhau.

Xem thêm: Độ C Là Gì? Độ F Là Gì? Tìm Hiểu Và Đổi Các Đơn Vị Đo Lường Nhiệt Độ

Qua bài viết này, chúng tôi đã mang đến cho bạn đọc các thông tin về nhiệt năng là gì, cũng như các khái niệm liên quan và biểu hiện của nhiệt năng trong cuộc sống xung quanh chúng ta. Mong rằng những thông tin trên đã giúp các bạn giải đáp những câu hỏi về nhiệt năng và có thêm nhiều kiến thức bổ ích.