Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

Tiết 17:
ĐỊNH LUẬT
JUN - LEN-XƠ
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 thì hầu như không nóng lên ?
Tiết 17: ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG ĐƯỢC BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG:
1. Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng:
a. Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng?
b. Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng?
Tiết 17: ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG ĐƯỢC 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:
a. Hãy kể tên ba dụng cụ điện có thể biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng?
b. Các dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng có bộ phận chính là dây dẫn làm bằng chất có điện trở suất lớn như nikêlin; costantan. Hãy so sánh điện trở suất của các dây dẫn làm bằng hợp kim này với dây đồng?
Tiết 17: ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG ĐƯỢC BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG:
II ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ:
1. Hệ thức của định luật:
Q = I2.R.t
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra:
A
45
15
30
60
V
K
5
10
20
25
40
35
50
55
MÔ PHỎNG THÍ NGHIỆM KIỂM TRA ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ
250C
34,50C
+
_
Tiết 17: ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG ĐƯỢC BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG:
II ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ:
1. Hệ thức của định luật:
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra:
C1: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.
t0 = 9,50C
R = 5 Ω
c2 = 880J/kg.K
m1 = 200g = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 4200J/kg.K
I = 2,4 A;
t = 300s ;
Điện năng A của dòng điên chạy qua dây dẫn trong thời gian trên
Ta có
A= I2Rt
A =
= 2,42 . 5 . 300
= 8640 (J)
I2.R.t
Tóm tắt
Giải
A = ?
Tiết 17: ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG ĐƯỢC BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG:
II ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ:
1. Hệ thức của định luật:
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra:
t = 9,50C
R = 5 Ω
c2 = 880J/kg.K
m1 = 200g = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 4200J/kg.K
I = 2,4 A;
t = 300s ;
C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó?
Q2 = c2.m2. t
Q1 = c1.m1. t
Qthu = Q1 + Q2
= 4200. 0,2. 9,5
= 7980 (J)
= 880. 0,078. 9,5
= 652,08 (J)
= 7980 + 652,08
= 8532,08 (J)
Tóm tắt
Giải
Q = ?
Tiết 17: ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG ĐƯỢC BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG:
II ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ:
1. Hệ thức của định luật:
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra:
C3: Hãy so sánh A và Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh.
A ≈ Q tỏa = 8640 (J) ; Qthu = 8532,08 (J)
Ta thấy: A ≈ Qthu
Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì A = Q
Tiết 17: ĐỊNH LUẬT JUN - LEN-XƠ
I. TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG ĐƯỢC BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG:
II ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ:
1. Hệ thức của định luật:
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra:
3. Phát biểu định luật:
Nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cuờng độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.
Hệ thức: Q = I2.R.t
Trong đó:
I đo bằng am pe (A)
R đo bằng ôm (Ω)
t đo bằng giây (s)
Thì Q đo bằng jun (J)
Nếu đo Q bằng đơn vị calo thì: Q = 0,24. I2.R.t
James Prescott Joule (1818-1889)
Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804-1865)
III. Vận dụng
C4: 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 thì hầu như không nóng lên?
Theo định luật Jun_Len-xơ: Q = I2Rt, nhiệt lượng tỏa ra trên dây tóc và dây nôí tỉ lệ thuận với điện trở với từng đoạn dây. Dây tóc có điện trở lớn nên nhiệt lượng tỏa ra nhiều,do đó dây tóc nóng lên đến nhiệt độ cao. Còn dây nối có điện trở nhỏ hơn nên nhiệt tỏa ra ít, do đó dây nối hầu như không nóng lên (có nhiệt độ gần như bằng với nhiệt độ của môi trường
C5: Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2lít nước từ nhiệt độ ban đầu là 200C. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng toả ra môi trường. Tính thời gian đun sôi nước, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K
Vì điện năng của dòng điện bằng nhiệt lượng nước thu vào nên:
C = 4200J/kg.K
U = Uđm =
Tóm tắt
?P =
m =
t01 =
t02 =
t = ?
GIẢI:
220V
1000W
2kg
200C
1000C
A = Q
Vậy thời gian đun sôi nước là: 672 (s)
CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT
Tuỳ theo vât liệu và tiết diện dây dẫn mà các dây dẫn chỉ chịu được những dòng điện có cường độ nhất định. Quá mức đó, theo định luật Jun -Len -xơ, dây dẫn có thể nóng đỏ, làm chảy vỏ bọc và gây hoả hoạn. Sử dụng cầu chì mắc nối tiếp với mỗi dụng cụ điện, khi có sự cố, cường độ dòng điện tăng lên quá mức cho phép, thì dây chì sẽ nóng chảy và ngắt mạch tự động, tránh được tổn thất. Vì thế, dây chì và dây dẫn điện phải có tiết diện được tính toán phù hợp với cường độ dòng điện định mức.
Bảng 1: Tiết diện của dây đồng và dây chì được quy định theo cường độ dòng điện định mức.
Cuờng độ dđ định mức (A)
Tiết diện dây đồng (mm2)
Tiết diện dây chì (mm2)
1
2,5
10
0,75
0,5
0,1
1,1
0,3
3,8
DẶN DÒ
Học thuộc:
- Nội dung định luật Jun - Len-xơ
Hệ thức của định luật Jun - Len-xơ
Giải BT các bài tập: 16,17.3- 16,17.6 (SBT).