Bài 4: Nhiệt dung riêng

1. Kiến thức trọng tâm

• Nhiệt dung riêng của một chất là nhiệt lượng cần cung cấp để làm cho $1,kg$ chất đó tăng thêm $1,^{\circ}\mathrm{C}$ (hoặc $1,K$). Nhiệt dung riêng kí hiệu là $c$, đơn vị là $J/(kg.K)$.
• Mỗi chất có một nhiệt dung riêng xác định, là đại lượng đặc trưng cho chất đó. Ví dụ, nhiệt dung riêng của nước là $4200,J/(kg.K)$, của nhôm là $880,J/(kg.K)$, của đồng là $380,J/(kg.K)$.
• Nhiệt lượng mà một vật thu vào hay toả ra khi nhiệt độ thay đổi được tính theo công thức: $Q = mc\Delta t$, trong đó $m$ là khối lượng của vật ($kg$), $c$ là nhiệt dung riêng ($J/(kg.K)$), $\Delta t$ là độ biến thiên nhiệt độ ($^{\circ}\mathrm{C}$ hay $K$).
• Quy ước: Q > 0 khi vật thu nhiệt (nhiệt độ tăng), Q < 0 khi vật toả nhiệt (nhiệt độ giảm).
• Khi hai vật trao đổi nhiệt với nhau và không có mất mát nhiệt ra môi trường, nhiệt lượng vật này toả ra bằng nhiệt lượng vật kia thu vào. Đây là phương trình cân bằng nhiệt: $Q_{toả} = Q_{thu}$.
• Nước có nhiệt dung riêng lớn nên được dùng làm chất làm mát trong động cơ, trong hệ thống tản nhiệt, và có vai trò điều hoà khí hậu ở các vùng ven biển.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ: Tính nhiệt lượng cần cung cấp để đun nóng $2,kg$ nước từ $25,^{\circ}\mathrm{C}$ lên $75,^{\circ}\mathrm{C}$. Biết nhiệt dung riêng của nước là $4200,J/(kg.K)$.

Lời giải: Độ tăng nhiệt độ: $\Delta t = 75 - 25 = 50,^{\circ}\mathrm{C}$. Nhiệt lượng cần cung cấp: $Q = mc\Delta t = 2 \times 4200 \times 50 = 420,000,J = 420,kJ$.

3. Ghi nhớ

• Nhiệt dung riêng $c$ là nhiệt lượng để $1,kg$ chất tăng thêm $1,^{\circ}\mathrm{C}$, đơn vị $J/(kg.K)$.
• Công thức nhiệt lượng: $Q = mc\Delta t$.
• Phương trình cân bằng nhiệt: $Q_{toả} = Q_{thu}$ khi không mất mát nhiệt ra ngoài.