Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

- Trường THCS Phù Đổng -
Tổ: Lý- Hoá-Sinh
=============
Kính chào quí thầy cô cùng tất cả các em học sinh
Dòng điện chạy qua dây dẫn thường gây ra tác dụng nhiệt. Nhiệt lượng toả ra khi đó phụ thuộc vào các yếu tố nào ?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
Tiết 16: ĐỊNH LUẬT JUN - LENXƠ
I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng
1.Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng
- Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành năng lượng ánh sáng
Bóng đèn dây tóc, tivi, đèn led...
- Hãy kể tên ba dụng cụ biến đổi một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần thành cơ năng
Khoan điện, quạt điện, Máy bơm nước...
2. Toàn bộ điện năng thành nhiệt năng
- Kể tên ba dụng cụ điện có thể biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng
Mỏ hàn điện, ấm điện, bàn là điện
- Các dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng có bộ phận chính là một đoạn dây dẫn bằng hợp kim nikêlin hoặc constantan .
- Hãy so sánh điện trở suất của các dây dẫn hợp kim này với các dây dẫn bằng đồng
II. Định luật Jun – Len xơ :
1. Hệ thức định luật :
- Xét trong trường hợp điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng, thì nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn có điện trở R khi có dòng điện cường độ dòng điện I chạy qua trong thời gian t được tính bằng công thức nào?
Tiết 16: ĐỊNH LUẬT JUN- LENXƠ
-Viết công thức tính điện năng tiêu thụ theo I,R,t
A = U.I.t = I2.R.t
Theo định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng ta có:
Q = A
=> Q = I2.R.t
I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng :
Tiết 16: ĐỊNH LUẬT JUN - LENXƠ
I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng :
II. Định luật Jun – Len xơ :
1. Hệ thức định luật :
2. Xử lí kết quả thí nghiệm :
Hình16.1 mô tả thí nghiệm xác định điện năng sử dụng và nhiệt lượng toả ra . Khối lượng nước m1 = 200g được đựng trong bình bằng nhôm có khối lượng m2 = 78g và được đun nóng bằng một dây điện trở. Điều chỉnh biến trở để ampe kế chỉ I = 2,4A và kết hợp với số chỉ của Vôn kế biết được điện trở của dây là R= 5Ω. Sau thời gian t = 300s, nhiệt kế cho biết nhiệt độ tăng t = 9,50C. Biết nhiệt dung riêng của nước là C1= 4200J/ Kg.K và nhôm là C2= 880 J/Kg.K


Cho biết
m1 =200g = 0,2Kg; m2 = 78g = 0,978Kg
I = 2,4A;
R = 5Ω
t = 300s;
t = 9,50C
C1= 4200J/ Kg.K,
C2= 880 J/Kg.K
------------------------
A=? ,Q =? Q?A
Giải
Điện năng của dòng điện chạy qua điện trở
A= I2.R.t =(2,4)2..5.300 = 8 640(J)
Nhiệt lượng nước nhận được là
Q1= C1m1. t = 4200.0,2.9,5 = 7 980(J)
Nhiệt lượng bình nhôm nhận được
Q2 = C2.m2. t = 880.0,078.9,5 = 652,08 (J)
Nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được
Q = Q1+ Q2= 8 632,08(J)
Nếu tính cả phần nhỏ sự mất nhiệt qua môi trường bên ngoài thì: Q = A
Tiết 16: ĐỊNH LUẬT JUN - LENXƠ
I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng :
II. Định luật Jun – Len xơ :
1. Hệ thức định luật :
2. Xử lí kết quả thí nghiệm :
3.Phát biểu định luật
Nhiệt lượng toả 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
*Hệ thức định luật Jun- Len-xơ
Q = I2.R.t
Trong đó: I: Cường độ dòng điện (A)
R : Điện trở (Ω)
t: Thời gian dòng điện chạy qua (s)
Q : Nhiệt lương toả ra (J)
Lưu ý: Nhiệt lượng tính bằng đơn vị Calo
Q = 0,24I 2.R.t
H.Len-xơ( 1804- 1865)
Tiết 16: ĐỊNH LUẬT JUN - LENXƠ
I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng :
II. Định luật Jun – Len xơ :
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 hầu như không nóng lên
Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ vì chúng được mắc nối tiếp nhau. Theo định luật Jun- Len-xơ, nhiệt lượng toả ra ở dây tóc và dây nối tỷ lệ với điện trở của từng đoạn dây. Dây tóc có điện trở lớn nên nhiệt lượng toả ra nhiều do đó dây tóc nóng lên tới nhiệt độ cao và phát sáng. Còn dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng toả ra ít và truyền phần lớn cho môi trường xung quanh, do đó dây nối hầu như không nóng lên
C5:Một ấm điện có ghi 220V- 1 000 W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhệt độ ban đầu là 200C. Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng toả vào môi trường, tính thời gian đun nước. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4 200J/ kg.k
Cho biết
Udm= 220V
Pdm = 1 000 W
U= 220V
V= 2l => m= 2Kg
t1 = 200C
t2 = 1000C
C = 4 200J/kg.K
----------------------
t = ?

Giải
Điện năng mà bếp điện sử dụng để đun sôi nước
Ta có : A= P.t
Nhiệt lượng nước nhận vào để tăng từ 200 C -> 1000 C

Ta có : Q= m.c. ( t2 – t1)
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có
A = Q
 P.t = m.c. ( t2 – t1)

=> t =
t =
Vì: U = Udm nên P = Pdm
Tiết 16: ĐỊNH LUẬT JUN - LENXƠ
I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng :
II. Định luật Jun – Len xơ :
1. Hệ thức định luật :
2. Xử lí kết quả thí nghiệm :
3.Phát biểu định luật
Nhiệt lượng toả 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
* Hệ thức định luật Jun- Len-xơ
Q = I2.R.t
Trong đó: I: Cường độ dòng điện (A)
R : Điện trở (Ω)
t: Thời gian dòng điện chạy qua (s)
Q : Nhiệt lương toả ra (J)
Lưu ý: Nhiệt lượng tính bằng đơn vị Calo
Q = 0,24.I 2.R.t
Tiết 16: ĐỊNH LUẬT JUN - LENXƠ
I. Trường hợp điện năng biến đổi thành nhiệt năng :
II. Định luật Jun – Len xơ :
1. Hệ thức định luật :
2. Xử lí kết quả thí nghiệm :
3.Phát biểu định luật
Dặn dò : - Học thuộc ghi nhớ
- Đọc có thể em chưa biết
- Làm các bài tập SBT 16-17.1 16-17.6
- Làm trước các bài tập ở bài 17 tiết sau