Bài 16. ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ

BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN _ LEN XƠ I. TRƯỜNG HỢP ĐiỆN NĂNG BiẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG. 1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng. 2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng. - Bóng đèn dây tóc, đèn huỳnh quang, đèn compac . . . - Máy bơm nước, máy khoan, quạt điện . . . - Bàn là điện, nồi cơm điện, ấm điện . . . - Các dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng có bộ phận chính là một đoạn dây dẫn làm bằng hợp kim có điện trở suất lớn. II. ĐỊNH LUẬT JUN _ LEN XƠ. 1. Hệ thức của định luật. 2. Xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra. Cho biết: m 1 = 200g = 0,2kg m 2 = 78g = 0,078kg c 1 = 4 200J/kg.K c 2 = 880J/kg.K I = 2,4(A) R = 5(Ω) t = 300(s) ∆t 0 = 9,5 0 C C1. A=? (J) C2. Q=? (J) C3. So sánh A và Q Kim loại ρ (Ω.m) Hợp kim ρ (Ω.m) Bạc 1,6.10 -8 Nikêlin 0,40.10 -6 Đồng 1,7.10 -8 Manganin 0,43.10 -6 Nhôm 2,8.10 -8 Constantan 0,50.10 -6 Vonfam 5,5.10 -8 Nicrom 1,10.10 -6 Sắt 12,0.10 -8 C1: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở: A = I 2 Rt = (2,4) 2 .5.300 = 8 640J C2: Nhiệt lượng Q 1 do nước nhận được: Q 1 = c 1 m 1 ∆t 0 = 4200.0,2.9,5 = 7 980 (J) Nhiệt lượng Q 2 do bình nhôm nhận được: Q 2 = c 2 m 2 ∆t 0 = 880.0,078.9,5 = 652,08 (J) Nhiệt lượng Q do nước và bình nhôm nhận được: Q = Q 1 + Q 2 = 7980 + 652,08 = 8 632,08 (J) RtIQ 2 = Hãy chỉ ra các dụng cụ biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng. Hãy chỉ ra các dụng cụ biến đổi điện năng đồng thời thành nhiệt năng và cơ năng. Hãy chỉ ra các dụng cụ biến đổi điện năng đồng thời thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng. Các dụng cụ biến đổi hoàn toàn điện năng thành nhiệt năng có bộ phận chính là gì? Viết công thức tính công của dòng điện sản ra trên dây dẫn có điện trở R, cường độ dòng điện chạy qua là I trong thời gian t. Công của dòng điện sản ra trên dây dẫn có điện trở R, cường độ dòng điện chạy qua là I trong thời gian t là: A=I 2 Rt Câu C1: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian: 300s Câu C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian 300s. Câu C3: So sánh A với Q và nêu nhận xét. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN _ LEN XƠ I. TRƯỜNG HỢP ĐiỆN NĂNG BiẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG. 1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng. 2. Toàn bộ điện năng được biến đổi thành nhiệt năng. II. ĐỊNH LUẬT JUN _ LEN XƠ. 1. Hệ thức của định luật. RtIQ 2 = 2. Xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra. Cho biết: m 1 = 200g = 0,2kg m 2 = 78g = 0,078kg c 1 = 4 200J/kg.K c 2 = 880J/kg.K I = 2,4(A) R = 5(Ω) t = 300(s) ∆t 0 = 9,5 0 C C1. A=? (J) C2. Q=? (J) C3. So sánh A và Q C1: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở: A = I 2 Rt = (2,4) 2 .5.300 = 8 640J C2: Nhiệt lượng Q 1 do nước nhận được: Q 1 = c 1 m 1 ∆t 0 = 4200.0,2.9,5 = 7 980 (J) Nhiệt lượng Q 2 do bình nhôm nhận được: Q 2 = c 2 m 2 ∆t 0 = 880.0,078.9,5 = 652,08 (J) Nhiệt lượng Q do cả bình và nước nhận được: Q = Q 1 + Q 2 = 7980 + 652,08 = 8 632,08 (J) C3: Ta thấy Q ≈ A ; Nếu tính cả phần nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì: Q = A 3. Phát biểu định luật. Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua. Lưu ý: Nếu đo nhiệt lượng Q bằng đơn vị calo thì hệ thức của định luật Jun – Len-xơ là: Q=0,24I 2 Rt. James Prescott Joule (1818-1889) Heinrich Lenz (1804-865) BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN _ LEN XƠ I. TRƯỜNG HỢP ĐiỆN NĂNG BiẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG. II. ĐỊNH LUẬT JUN _ LEN XƠ. III. VẬN DỤNG. C 4. Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ dòng điện vì chúng mắc nối tiếp.Theo định luật Jun – Len-xơ thì Q ~ R, dây tóc bóng đèn có R lớn nên Q toả ra lớn do đó dây tóc nóng lên tới nhiệt độ cao và phát sáng. Còn dây nối có đ iện trở nhỏ nên nhiệt lượng toả ra ít và truyền một phần cho môi trường xung quanh, do đó dây nối hầu như không nóng lên. C 5. Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V đề đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu là 20 0 C. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng tỏa vào môi trường, tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K. P=1000W. m= 2kg. c= 4200j/kg.K. C8020100ttΔt oo 1 o 2 o =−=−= t= ?(s). Theo định luật bảo toàn năng lượng: A = Q hay P.t = c.m(Δt o ) 672s 1000 4200.2.80 p tc.m. t 0 == ∆ =⇒ Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng lên? . thì hệ thức của định luật Jun – Len-xơ là: Q=0,24I 2 Rt. James Prescott Joule (181 8-1 889) Heinrich Lenz (180 4-8 65) BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN _ LEN XƠ I. TRƯỜNG. 1,6.10 -8 Nikêlin 0,40.10 -6 Đồng 1,7.10 -8 Manganin 0,43.10 -6 Nhôm 2,8.10 -8 Constantan 0,50.10 -6 Vonfam 5,5.10 -8 Nicrom 1,10.10 -6 Sắt 12,0.10 -8 C1: