Một trong những dạng năng lượng thường trực trong thế giới vật lý là nhiệt năng cùng các khái niệm liên quan như nhiệt độ, nhiệt lượng hay nhiệt dung riêng. Bài viết này của Vimi sẽ giúp bạn trả lời câu hỏi nhiệt năng là gì cũng những kiến thức mà có thể bạn chưa biết. Hãy cùng khám phá với Vimi nhé!
1. Nhiệt năng là gì?
Nhiệt năng là một đại lượng trong môn vật lý mà chúng ta đã được tiếp cận từ khi còn đi học. Về mặt khái niệm, nhiệt năng là gì? Nó là năng lượng được tổng hợp từ tất cả động năng mà một vật chất tạo ra nhờ chuyển động từ các hạt cấu tạo nên nó.
Từ đây có thể nhận thấy rằng nhiệt năng sẽ phụ thuộc vào động năng.
Nhiệt năng và nhiệt độ là 2 khái niệm có mối liên hệ chặt chẽ. Cụ thể, khi một vật có nhiệt độ tăng cao thì các hạt phân tử cấu trúc nên vật chất đó chuyển động nhanh hơn, từ đó tạo ra nhiệt năng lớn hơn.
2. Đơn vị của nhiệt năng là gì?
Là một khái niệm nằm trong phạm vi về nhiệt như nhiệt lượng, thì nhiệt năng cũng có đơn vị biểu thị là Jun (J).
3. Các đại lượng liên quan tới nhiệt năng là gì?
Nhắc đến nhiệt năng trong vật lý, chúng ta có những khái niệm liên quan bao gồm nhiệt lượng và nhiệt dung riêng.
3.1. Nhiệt lượng
Nhiệt lượng là phần nhiệt năng của một vật chất chuyển hóa khi xuất hiện quá trình truyền nhiệt từ đối tượng này sang đối tượng khác và ngược lại.
Ký hiệu của nhiệt lượng là Q, đơn vị tính là Jun (J) khi xét hệ đo lường SI.
3.2. Công thức tính nhiệt lượng
Trong vật lý khi thực hiện tính toán nhiệt lượng chúng ta sử dụng công thức sau:
Q = m.c.Δt
Trong đó:
- m: là khối lượng của vật (kg)
- c: là nhiệt dung riêng của chất làm nên vật (J/kg.K)
- Δt: là độ tăng nhiệt độ của vật (°C hoặc °K)
- Δt = t2 - t1 với t1 là nhiệt độ ban đầu, t2 là nhiệt độ cuối cùng.
- Q: là nhiệt lượng thu vào của vật (J).
3.3. Nhiệt dung riêng
Nhiệt dung riêng là tổng nhiệt năng cần có để làm tăng nhiệt độ của một vật tính trên mỗi đơn vị khối lượng. Nhiệt dung riêng của một chất liệu là một đặc tính vật lý.
Nó cũng là một ví dụ về đặc tính mở rộng vì giá trị của nó tỉ lệ với kích thước của hệ thống được đưa vào thử nghiệm.
Đơn vị đo lường của của nhiệt dung riêng được quy định là J/kg.K đối với hệ đo lường SI.
4. Các cách để một vật thay đổi nhiệt năng là gì?
Cũng như các đại lượng vật lý khác, nhiệt năng của một vật có thể thay đổi nhờ một số tác động nhất định.
4.1. Thực hiện công
Một ví dụ dễ thực hiện nhất với hoạt động thức hiện công để thay đổi nhiệt năng là xoa hai bàn tay vào nhau trong những ngày lạnh để giữ ấm cho tay.
Điều này rất dễ nhận biết vì khi chúng ta xoa chúng với nhau, khi xoa càng nhanh thì ta càng thấy hai tay ấm lên nhanh hơn. Tức là nhiệt năng của tay đã được thay đổi theo chiều hướng tăng.
Về bản chất, các hạt cấu trúc, phân tử trong tay chúng ta dao động nhiều hơn, chuyển động nhanh hơn làm tăng nhiệt năng, và hiển nhiên, nếu chúng ta ngưng xoa tay thì tự động nhiệt độ sẽ hạ xuống.
Quay về ngày xưa thời trung cổ ông cha ta dùng que và rơm khô để tạo lửa. Đây chính là hoạt động thực hiện công, cọ xát que với rơm khô làm các phân tử chuyển động nhanh hơn, nóng dần lên từ đó có thể tạo ra nhiệt độ cao và lửa.
Có thể thấy, phần lớn các hành động cọ xát vật chất đều sẽ khiến nhiệt năng của vật đó tăng lên.
4.2. Truyền nhiệt
Truyền nhiệt là một trong những hiện tượng vật lý cũng rất dễ nhận biết trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Nó đơn giản như việc chúng ta để tay gần lò sưởi hay bếp lửa sẽ thấy tay ấm hơn.
Hay khi chúng ta cho đồng xu vào một chén nước nóng thì nhiệt độ từ nước nóng đã truyền sang cho đồng xu, làm cho nhiệt năng của đồng xu tăng lên.
Truyền nhiệt là quá trình chỉ xuất hiện trong trường hợp hai đối tượng có mức nhiệt chênh lệch nhau. Và hiển nhiên rằng vật có nhiệt độ cao hơn sẽ truyền qua vật có nhiệt độ thấp hơn.
5. Nhiệt năng là gì trong thực tế đời sống
Xung quanh chúng ta trong cuộc sống hàng ngày luôn luôn tồn tại các dạng năng lượng từ điện năng, nhiệt năng, cơ năng tới quang năng và tất cả đều nhằm phục vụ các hoạt động thiết yếu. Riêng đối với nhiệt năng còn được ứng dụng vào công nghiệp sản xuất.
Một số ví dụ về nhiệt năng trong thực tế có thể kể đến:
Các thiết bị phục vụ nấu nướng như: nồi cơm điện, nồi chiên không dầu, lò vi sóng, bếp từ, bếp điện,…
Thiết bị sử dụng trong quán café: bình đun nước siêu tốc, máy pha cà phê,…
Ứng dụng trong bảo quản thực phẩm như máy sấy khô, tủ chống ẩm, máy hút ẩm,…
Hay một số thiết bị sưởi ấm, sử dụng trong mùa đông như máy sưởi, bình nóng lạnh, chăn điện,…
Qua bài viết này, Vimi đã cung cấp cho bạn đọc các thông tin về nhiệt năng là gì, cũng như các khái niệm liên quan và biểu hiện của nhiệt năng trong cuộc sống xung quanh chúng ta. Như vậy, chúng ta đã biết nhiệt năng luôn tồn tại trong đời sống hàng ngày. Vimi mong rằng những thông tin trên đã giúp các bạn giải đáp những câu hỏi về nhiệt năng và có thêm nhiều kiến thức bổ ích.
