Học Nhanh STEM
← Trở về Blog

Bài 4: Nhiệt dung riêng – Vật lí 12

Bài 4: Nhiệt dung riêng – Vật lí 12

🔹 Bài 4: Nhiệt dung riêng

I. Tóm tắt lý thuyết

  • Nhiệt dung riêng (c): là nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng 1 kg chất đó thêm 1°C.
  • Đơn vị: J/kg.°C hoặc J/kg.K
  • Công thức tính nhiệt lượng:

    Q = m × c × Δt

    Trong đó:

    • Q: Nhiệt lượng (J)
    • m: khối lượng vật (kg)
    • c: nhiệt dung riêng (J/kg.°C)
    • Δt: độ tăng nhiệt độ (°C hoặc K; lưu ý 1K = 1°C về độ chênh lệch)

II. Phương pháp giải các dạng bài

  1. Xác định đại lượng đã cho: m, c, Δt hoặc Q.
  2. Sử dụng công thức Q = m × c × Δt để tính đại lượng còn lại.
  3. Chú ý chuyển đổi đơn vị nếu cần (kg, °C, J).
  4. Không có chuyển pha khi dùng công thức này (nếu có chuyển pha phải cộng thêm ẩn nhiệt).

III. Ví dụ minh họa

  1. Ví dụ 1: Tính nhiệt lượng cần thiết để đun nóng 2kg nước từ 25°C lên 100°C. Biết c = 4200 J/kg.°C.

    Giải:

    Δt = 100 − 25 = 75°C

    Q = 2 × 4200 × 75 = 630000 J

  2. Ví dụ 2: Một chất hấp thụ 50000 J làm nhiệt độ tăng từ 20°C lên 45°C. Khối lượng 1kg. Tính c?

    Giải:

    Δt = 25°C → c = Q/(mΔt) = 50000/(1×25) = 2000 J/kg.°C

IV. 5 bài luyện tập

  1. Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 1,5kg sắt để tăng từ 20°C đến 120°C. Biết c = 460 J/kg.°C.
  2. Tính nhiệt lượng để đun nóng 0,5kg dầu từ 25°C đến 60°C. Biết c = 1900 J/kg.°C.
  3. Tính c của một kim loại khi cung cấp 15000 J cho 1kg kim loại, nhiệt độ tăng từ 30°C lên 80°C.
  4. So sánh nhiệt lượng cần thiết để đun nóng 1kg nước và 1kg nhôm cùng tăng 50°C.
  5. Tìm nhiệt lượng cần thiết để nâng nhiệt độ 2kg đồng từ 15°C đến 85°C. Biết c = 380 J/kg.°C.

V. Kết luận và mẹo ghi nhớ

  • Q phụ thuộc vào khối lượng, độ tăng nhiệt và bản chất chất (c).
  • Nước có c rất lớn (~4200 J/kg.°C) → thường dùng để làm mát.
  • Mẹo: Muốn vật khó nóng lên/chậm nguội → chọn chất có c lớn; muốn nóng nhanh → c nhỏ.

VI. 20 câu trắc nghiệm có đáp án và giải thích

  1. Nhiệt dung riêng của một chất là gì?
    • A. Lượng nhiệt mà chất đó có
    • B. Nhiệt lượng cần để làm nóng 1kg chất thêm 1°C ✅
    • C. Lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy chất đó
    • D. Sự thay đổi thể tích theo nhiệt độ

    Giải thích: Định nghĩa chuẩn của nhiệt dung riêng.

  2. Tính nhiệt lượng để tăng 1kg đồng từ 20°C lên 50°C (c = 380 J/kg.°C).
    • A. 11000 J
    • B. 11400 J ✅
    • C. 13000 J
    • D. 10000 J

    Giải: Q = 1×380×(50−20) = 11400 J.

  3. Chất nào sau đây có nhiệt dung riêng lớn nhất?
    • A. Đồng
    • B. Nước ✅
    • C. Nhôm
    • D. Sắt

    Giải: cnước ≈ 4200 J/kg.°C > c của các kim loại phổ biến.

  4. 2kg nước tăng 40°C. Q bằng:
    • A. 210000 J
    • B. 336000 J ✅
    • C. 420000 J
    • D. 168000 J

    Giải: Q = 2×4200×40 = 336000 J.

  5. Q = 50000 J cung cấp cho m = 0,5kg, c = 2000 J/kg.°C. Độ tăng nhiệt Δt?
    • A. 25°C
    • B. 50°C ✅
    • C. 75°C
    • D. 100°C

    Giải: Δt = Q/(mc) = 50000/(0,5×2000) = 50°C.

  6. Q = 168000 J, c = 4200 J/kg.°C, Δt = 40°C. Khối lượng m?
    • A. 1,0 kg ✅
    • B. 0,5 kg
    • C. 2,0 kg
    • D. 4,0 kg

    Giải: m = Q/(cΔt) = 168000/(4200×40) = 1 kg.

  7. Khi nào dùng công thức Q = m c Δt?
    • A. Khi vật đang nóng chảy
    • B. Khi chỉ có thay đổi nhiệt độ, không chuyển pha ✅
    • C. Khi đang bay hơi
    • D. Khi vừa nóng chảy vừa bay hơi
  8. 1kg nước và 1kg nhôm cùng tăng 50°C. Vật nào cần Q lớn hơn?
    • A. Nhôm
    • B. Nước ✅
    • C. Bằng nhau
    • D. Không xác định

    Giải: Q ∝ c; cnước > cnhôm.

  9. Với cùng chất, nếu tăng gấp đôi m và giảm Δt còn một nửa thì Q sẽ:
    • A. Tăng gấp đôi
    • B. Không đổi ✅
    • C. Giảm một nửa
    • D. Tăng bốn lần

    Giải: Q’ = (2m)c(Δt/2) = mcΔt = Q.

  10. Đồ thị biểu diễn Q theo Δt (m, c cố định) là:
    • A. Đường cong đi qua gốc
    • B. Đường thẳng qua gốc tọa độ ✅
    • C. Hypebol
    • D. Parabol
  11. 0,5kg dầu (c = 1900) tăng từ 25°C lên 60°C. Q bằng:
    • A. 28500 J
    • B. 33250 J ✅
    • C. 38000 J
    • D. 42000 J

    Giải: Q = 0,5×1900×35 = 33250 J.

  12. 1,5kg sắt (c = 460) tăng 100°C. Q bằng:
    • A. 46000 J
    • B. 69000 J ✅
    • C. 92000 J
    • D. 115000 J

    Giải: Q = 1,5×460×100 = 69000 J.

  13. Cung cấp 15000 J cho 1kg kim loại làm tăng 50°C. c bằng:
    • A. 150 J/kg.°C
    • B. 300 J/kg.°C ✅
    • C. 600 J/kg.°C
    • D. 750 J/kg.°C

    Giải: c = Q/(mΔt) = 15000/(1×50) = 300.

  14. Về độ chênh nhiệt độ: phát biểu đúng là
    • A. 1K ≠ 1°C
    • B. Δt(K) = Δt(°C) ✅
    • C. Δt(K) = Δt(°C) + 273
    • D. Δt(K) = Δt(°C) − 273

    Giải: Chênh lệch 1 độ là như nhau ở hai thang.

  15. Đơn vị phù hợp của c là:
    • A. J·kg/°C
    • B. J/(kg·°C) ✅
    • C. kg·J/°C
    • D. J·°C/kg
  16. Với cùng Q và m, chất nào có Δt lớn hơn?
    • A. Chất có c lớn
    • B. Chất có c nhỏ ✅
    • C. Δt không phụ thuộc c
    • D. Không kết luận được

    Giải: Δt = Q/(mc) → c nhỏ ⇒ Δt lớn.

  17. Nhiệt dung (C) của 3kg nước là:
    • A. 4200 J/°C
    • B. 12600 J/°C ✅
    • C. 8400 J/°C
    • D. 2100 J/°C

    Giải: C = m c = 3×4200 = 12600 J/°C.

  18. 0,5kg nước tăng 20°C và 1kg nhôm tăng 20°C. So sánh Q?
    • A. Nhôm lớn hơn
    • B. Nước lớn hơn ✅
    • C. Bằng nhau
    • D. Không xác định

    Giải: Qnước=0,5×4200×20=42000 J; Qnhôm=1×900×20=18000 J.

  19. Cho Q = 294000 J tác dụng lên 1kg nước. Δt bằng:
    • A. 50°C
    • B. 70°C ✅
    • C. 90°C
    • D. 100°C

    Giải: Δt = Q/(mc) = 294000/(1×4200) = 70°C.

  20. Nếu giữ m, c không đổi mà tăng Δt gấp 3 thì Q:
    • A. Không đổi
    • B. Tăng gấp 3 ✅
    • C. Tăng gấp 6
    • D. Giảm 1/3

    Giải: Q ∝ Δt.

  21. Phát biểu đúng:
    • A. Khi làm nguội (giảm nhiệt), không áp dụng Q = mcΔt
    • B. Khi làm nguội, vẫn dùng |Q| = m c |Δt| (về độ lớn) ✅
    • C. Khi làm nguội, c thay đổi thành âm
    • D. Khi làm nguội, Δt tăng

    Giải: Công thức vẫn đúng cho độ lớn nhiệt tỏa ra.

🔗 Học thêm bài tiếp theo: Bài 5 – Nhiệt nóng chảy riêng