Bài 21: Nhiệt năng

I. NHIỆT NĂNG

- Nhiệt năng của một vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật.

$\longrightarrow$ Chú ý: Các phân tử cấu tạo nên vật luôn chuyển động hỗn độn không ngừng nên chúng luôn có động năng. Vì vậy, bất kì vật nào cũng có nhiệt năng.

- Nhiệt năng có quan hệ chặt chẽ với nhiệt độ: Nhiệt độ của vật càng cao, các phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh và nhiệt năng của vật càng lớn.

II. CÁC CÁCH LÀM THAY ĐỔI NHIỆT NĂNG

- Nhiệt năng của vật có thể thay đổi bằng hai cách:

$\bullet \,\,$ Cách 1: Thực hiện công

Ví dụ: Xoa hai bàn tay vào nhau (thực hiện công) thì thấy hai bàn tay nóng lên (nhiệt năng của hai bàn tay tăng).

$\bullet \,\,$ Cách 2: Truyền nhiệt

Ví dụ: Nhúng một chiếc thìa inox đang nguội lạnh vào một cốc nước nóng thì thấy chiếc thìa nóng dần. Như vậy, nước đã truyền nhiệt năng cho chiếc thìa.

$\longrightarrow$ Chú ý: Khi xác định chiều truyền nhiệt thì nhiệt năng chỉ truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp hơn.

III. NHIỆT LƯỢNG

- Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm được hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt. Kí hiệu là $Q.$

- Đơn vị của nhiệt năng và nhiệt lượng là Jun, kí hiệu là $J.$

$1\,kJ \,\,(kilô\,jun) = 1000 \,J$

Ví dụ: Một vật đang có nhiệt năng là $300\,J.$ Khi thực hiện truyền nhiệt, nhiệt năng của vật tăng lên đến $500\,J$ thì phần nhiệt năng $200\,J$ nhận thêm được gọi là nhiệt lượng.

IV. VẬN DỤNG

$\bullet \,\,$ C3

Nung nóng một miếng đồng rồi thả vào một cốc nước lạnh. Hỏi nhiệt năng của miếng đồng và của nước thay đổi như thế nào? Đây là sự thực hiện công hay truyền nhiệt?

Trả lời:

- Nhiệt năng của miếng đồng giảm, nhiệt năng của nước tăng. Đây là sự truyền nhiệt.

$\bullet \,\,$ C4

Xoa hai bàn tay vào nhau ta thấy tay nóng lên. Trong hiện tượng này đã có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng nào sang dạng nào? Đây là sự thực hiện công hay truyền nhiệt?

Trả lời:

- Trong hiện tượng này đã có sự chuyển hóa từ cơ năng sang nhiệt năng. Đây là sự thực hiện công.

$\bullet \,\,$ C5

Hãy dùng những kiến thức đã học trong bài để giải thích hiện tượng nêu ra ở đầu bài.

“Trong thí nghiệm về thả quả bóng rơi (H.21.1), mỗi lần quả bóng nảy lên, độ cao của nó lại giảm dần. Cuối cùng không nảy lên được nữa. Trong hiện tượng này rõ ràng là cơ năng đã giảm dần. Vậy cơ năng đã biến mất hay đã chuyển thành một dạng năng lượng khác?”

Trả lời:

- Do va chạm với mặt đất và ma sát với không khí nên một phần cơ năng đã biến thành nhiệt năng của không khí gần quả bóng, nhiệt năng của quả bóng và nhiệt năng của mặt sàn chứ không biến mất.