Nhiệt dung là gì?
Nhiệt dung (C) cho biết một vật cần hấp thụ bao nhiêu nhiệt lượng để nhiệt độ của nó tăng thêm một độ. Đây là đại lượng có tính cộng — nó phụ thuộc vào cả bản chất vật liệu lẫn lượng chất có mặt. Đơn vị chuẩn trong hệ SI là jun trên kelvin (J/K). Công cụ này mang tính phổ quát và áp dụng được cho mọi hệ vật lý, không cần đến bất kỳ giả định riêng nào theo quốc gia.
Cách sử dụng máy tính
Hãy nhập tổng nhiệt lượng (Q) cung cấp cho vật, tính bằng jun, cùng với độ biến thiên nhiệt độ (ΔT) tương ứng, tính bằng kelvin (hoặc độ Celsius cũng được, vì độ chênh lệch về mặt số học là như nhau). Máy tính sẽ chia Q cho ΔT để trả về nhiệt dung. Lưu ý rằng nhiệt lượng và độ biến thiên nhiệt độ phải cùng thuộc về một quá trình.
Giải thích công thức
Phương trình định nghĩa là $$C = \frac{\text{Heat Energy }Q\text{ (J)}}{\Delta T\text{ (K)}}$$ trong đó Q là nhiệt lượng truyền vào và \(\Delta T = T_{\text{cuối}} - T_{\text{đầu}}\). Nhiệt dung lớn có nghĩa là vật "khó" thay đổi nhiệt độ — nó có thể hấp thụ rất nhiều năng lượng mà nhiệt độ chỉ tăng lên một chút. Nếu muốn tìm nhiệt dung riêng, bạn chỉ cần chia C cho khối lượng: \(c = C / m\).
Ví dụ minh họa
Giả sử 5.000 J nhiệt lượng làm nhiệt độ của một vật tăng thêm 10 K. Khi đó $$C = \frac{5000}{10} = 500 \text{ J/K}.$$ Nếu vật này có khối lượng 2 kg thì nhiệt dung riêng của nó sẽ là \(500 / 2 = 250\ \text{J/(kg}\cdot\text{K)}\).
Câu hỏi thường gặp
Tôi nên dùng đơn vị nào? Hãy dùng jun cho Q và kelvin (hoặc độ chênh lệch °C) cho ΔT để có được C tính bằng J/K. Quan trọng là phải nhất quán về đơn vị.
Nhiệt dung và nhiệt dung riêng khác nhau ra sao? Nhiệt dung (C) áp dụng cho cả vật, còn nhiệt dung riêng (c) tính trên một đơn vị khối lượng. Chia C cho khối lượng là ra c.
ΔT có thể âm không? Nếu vật bị làm lạnh thì cả Q lẫn ΔT đều âm, nên C vẫn dương. Trường hợp độ biến thiên nhiệt độ bằng 0 là không xác định và đã được ngăn chặn trong công cụ này.
