Nhiệt năng là gì

Câu hỏi: Nhiệt năng là gì?

Lời giải:

Nhiệt năng của vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật.
Nhiệt năng có bản chất là tổng của các động năng được tạo thành từ chuyển động hỗn loạn của các hạt cấu tạo. Những chuyển động này bao gồm chuyển động của khối tâm phân tử, dao động của các hạt cấu tạo với quỹ đạo lấy hạt nhân của nguyên tử làm tâm và chuyển động quay của các phân tử quanh khối tâm. Tổng các động năng phát sinh từ các chuyển động kể trên được gọi là nhiệt năng.

Cùng Top lời giải mở rộng thêm về nhiệt năng và tìm hiểu xem nhiệt năng và nhiệt độ có quan hệ như thế nào nhé!

1. Cách để làm thay đổi nhiệt năng là gì?

Để thay đổi nhiệt năng của một vật chúng ta thường có hai cách làm cơ bản. Đó chính là thực hiện công hoặc hoạt động truyền nhiệt. Nhiệt năng có thể sinh ra đồng thời khi vật thực hiện công. Chính vì điều đó, các nhà khoa học đã đưa ra cách làm này để ứng dụng. Truyền nhiệt cho vật sẽ giúp nhiệt độ của vật tăng lên. 

Thực hiện công

Để làm tăng nhiệt năng của vật, người ta thường thực hiện công. Chúng ta làm cho vật chuyển động, hoặc tác động lực lên vật. Khi đó, vật sẽ tăng nhiệt độ hay nói cách khác là tăng nhiệt năng. Vật di chuyển, các phân tử cấu tạo nên vật cũng di chuyển nhanh hơn. Từ đó nhiệt độ của vật tăng lên không ngừng cho đến khi vật dừng lại.

Truyền nhiệt

Bên cạnh việc thực hiện công, truyền nhiệt cũng là cách để tăng giảm nhiệt năng của vật. Truyền nhiệt là một cách vô cùng đơn giản. Chúng ta chỉ cần khiến cho vật nóng lên mà không thực hiện công. Ví dụ để vật ngâm trong nước nóng. Nhiệt độ từ nước nóng truyền sang vật mà chúng ta không cần thực hiện bất cứ điều gì. Vật sẽ từ từ nóng lên. Nhiệt năng của vật cũng tăng lên đáng kể sau khi ngâm. Đây chính là một cách nhanh chóng để tăng nhiệt năng.

2. Nhiệt lượng là gì?

Nhiệt lượng được hiểu là một phần nhiệt năng mà vật sẽ nhận được hay mất đi trong quá trình truyền nhiệt. Nhiệt lượng của 1 vật phụ thuộc vào 3 yếu tố:

- Khối lượng của vật: Nếu khối lượng của vật càng lớn thì nhiệt lượng của vật thu vào càng lớn và ngược lại.

- Độ tăng nhiệt độ: Khi nhiệt độ của vật càng tăng thì nhiệt là vật thu vào càng lớn

- Chất cấu tạo nên vật.

Công thức tính nhiệt lượng

Nhiệt lượng có công thức tính: 

Q = m.c.∆t

Trong đó:

- Q là nhiệt lượng mà vật tỏa ra hoặc thu về. Có đơn vị là Jun (J)

- m là khối lượng của vật, đơn vị kilogram (kg)

- c là nhiệt dung riêng của vật chất, đo bằng J/kg.K

- ∆t là độ tăng nhiệt của vật ( độ C hoặc K)

Nhiệt dung của 1 chất có thể cho bạn biết nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1 kg chất tăng thêm 1 độ C. ∆t chính là độ thay đổi nhiệt độ. Hay nói cách khác dây chính là sự biến thiên nhiệt độ (Độ C hoặc K):

∆t= t2-t1

∆t > 0: vật tỏa nhiệt

∆t < 0: vật thu nhiệt.

3. Ứng dụng của nhiệt năng trong cuộc sống

Để cuộc sống của con người tồn tại, năng lượng là yếu tố quan trọng không thể thiếu. Năng lượng tồn tại dưới nhiều dạng cụ thể như:

- Điện năng: Gồm năng lượng của dòng điện do các phân tử điện chuyển động theo một hướng.

- Cơ năng: Đây là nguồn năng lượng của các chuyển động cơ học với 2 hình thức chuyển động là thế năng và động năng.

- Nhiệt năng: Là nguồn nhiệt được tạo ra do các phân tử của vật chuyển động.

Trong những năng lượng kể trên nhiệt năng là năng lượng được con người ứng dụng nhiều trong cuộc sống và sản xuất. Được ứng dụng để phục vụ cho nhiều nhu cầu của con người đó là:

- Ứng dụng trong các thiết bị như bếp ga, bếp từ,..

- Ứng dụng trong các thiết bị nóng lạnh, bình đun nước,…

- Ứng dụng trong sản xuất gối sưởi, lò sưởi, quạt sưởi,…

- Ứng dụng trong máy sấy, máy hút ẩm, tủ sấy,….

4. Mối quan hệ giữa nhiệt năng và nhiệt độ

Nhiệt năng và nhiệt độ là hai khái niệm vật lý có sự liên kết và phụ thuộc lớn nhau vô cùng chặt chẽ. Nhiệt năng là tổng động năng phát sinh từ chuyển động của nguyên tử và các hạt cơ bản. Trong khi đó, nhiệt độ chính là đại lượng vật lý biểu hiện cho nhiệt năng của một vật. Vật thể có nhiệt độ cao đồng nghĩa với việc nó có lượng điện năng lớn. Điều này là do các nguyên tử và hạt cơ bản chuyển động nhanh hơn trong môi trường nhiệt độ cao, đồng thời tạo ra nhiều nhiệt lượng hơn từ những chuyển động hỗn loạn của chúng.