Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở

Nhiệt lượng được hiểu là phần nhiệt năng mà vật nhận được hay mất đi trong quá trình truyền nhiệt. Vậy nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở được tính theo công thức nào? Hãy cùng Toploigiai tìm hiểu qua bài viết dưới đây!

Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra 

Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở được tính bằng công thức sau

Q = I2Rt

Công thức điện trở

Công thức định luật Ôm cho đoạn mạch:

Trong đó

- R: điện trở tương đương của toàn mạch (Ω)

- I: cường độ dòng điện qua đoạn mạch (A)

- U: điện áp giữa hai đầu đoạn mạch (V)

Trường hợp mạch có nhiều điện trở R1, R2 … thì điện áp (hiệu điện thế) giữa hai đầu mỗi điện trở là U1, U2 …cường độ dòng điện tương ứng qua các điện trở là I1, I2 …

Đoạn mạch có các điện trở mắc nối tiếp

- I=I1=I2=…​

- R=R1 + R2 +….

- U=U1 + U2 + …

Đoạn mạch có các điện trở mắc song song

- I=I1 + I2 + …​

- U=U1=U2=…

Nếu có 2 điện trở mắc song song

Nếu có 3 điện trở mắc song song

Công thức tính điện trở suất

Điện trở suất của một dây dẫn (thường được ký hiệu là ρ) là điện trở của một dây dẫn dài 1m có tiết diện 1m², nó đặc trưng cho vật liệu dây dẫn đó, hay một cách tổng quát, nó được tính bằng công thức:

Bài tập ví dụ:

Các dạng bài tập về công thức tính nhiệt lượng

Bài 1: Tính nhiệt lượng cần thiết để đun 5kg nước từ 15 độ C đến 100 độ C trong một cái thùng bằng sắt có khối lượng 1,5kg. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K; của sắt là 460 J/kg.K.

Lời giải:

Q=(m1c1 + m2c2) (t2 – t1) = 1843560J

Bài 2: Một bình nhôm khối lượng 0,5kg chứa 4kg nước ở nhiệt độ 20 độ C. Người ta thả vào bình một miếng sắt có khối lượng 0,2kg đã được nung nóng tới 500 độ C. Xác định nhiệt độ của nước khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt. Cho nhiệt dung riêng của nhôm là 896 J/kg.K; của nước là 4,18 J/kg.K; của sắt là 0,46 J/kg.K.

Lời giải:

Phương trình cân bằng nhiệt:

(mbcb + mncn)(t – t1)= (mscs + mncn)(t2 – t) => t = 22,6 độ C

Bài 3: Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 128g chứa 210g nước ở nhiệt độ 8,4 độ C. Người ta thả một miếng kim loại khối lượng 192g đã nung nóng tới 100 độ C vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm miếng kim loại, biết nhiệt độ khi bắt đầu có sự cân bằng nhiệt là 21,5 độ C. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4,18.103 J/kg.K; của đồng thau là 0,128.103 J/kg.K.

Lời giải:

Phương trình cân bằng nhiệt:

(mđcđ + mncn)(t – t1)= (mklckl + mncn)(t2 – t) => ckl = 777 J/kg.K.

Bài 4: Một bếp điện khi hoạt động bình thường có điện trở R = 80Ω và cường độ dòng điện chạy qua bếp khi đó là I = 2,5A.

a) Tính nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1 giây.

b) Dùng bếp điện để đun sôi 1,5l nước có nhiệt độ ban đầu là 25 độ C thì sẽ mất 20 phút để đun sôi nước. Coi rằng nhiệt lượng cung cấp để đun sôi nước là có ích, hãy tính hiệu suất của bếp. Nhiệt dung riêng của nước là C = 4 200J/kg.K.

c) Thời gian sử dụng bếp điện mỗi ngày là 3 giờ. Tính tiền điện phải trả trong 30 ngày cho việc sử dụng bếp điện, nếu giá 1kW.h là 700 đồng.

Lời giải:

a) Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 1 giây:

Q = I2.R.t = 2,52.80.1 = 500J

b) Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 20 phút

Qtp = Q.20.60 = 600000J

Nhiệt lượng cần để đun sôi lượng nước:

Qi = m.c.∆t = m.c.(t2 – t1) = 4200.1,5.(100 – 25) = 472500J

Hiệu suất của bếp:

H = Qi/Qtp = 472500/600000 = 78,75 %.

c) Lượng điện năng mà bếp tiêu thụ trong 30 ngày, tính theo đơn vị kW.h là:

A = P.t = 500.30.3 = 45000 W.h = 45 kW.h

Vậy số tiền điện phải trả là:

T = 45.700 = 315000 đồng