DINH LUAT JUN-LENXO

Với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn và dây nối với bóng đèn, bộ phận nào nóng hơn?. Với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao còn d

Bài 54

Chào mừng

Qúi thầy cô giáo và các em học sinh

Trường THCS Kim Đồng NTK: Duy Cường

Bài 22

Dòng điện chạy qua các vật dẫn như nồi cơm điện, bếp

điện, ấm điện, gây ra tác dụng gì là có ích nhất?

Dòng điện chạy qua các vật dẫn như nồi cơm điện, bếp

điện, ấm điện, gây ra tác dụng nhiệt là có ích nhất.

Với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn

và dây nối với bóng đèn, bộ phận nào nóng hơn?

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

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?

Nhiệt lượng tỏa ra khi đó phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Bài 54 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

Kể tên ba dụng cụ biến một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần điện năng thành năng lượng ánh sáng?

- Dụng cụ biến đổi điện năng

thành nhiệt năng và quang năng:

Bóng đèn dây tóc, bóng đèn

huỳnh quang, đèn LED,

- Dụng cụ biến đổi điện năng

thành nhiệt năng và cơ năng:

Máy sấy tóc, máy bơm nước,

máy khoan điện,

Dụng cụ nào có thể biến toàn bộ điện năng thành nhiệt năng?

Dụng cụ biến đổi toàn bộ điện

năng thành nhiệt năng: Mỏ hàn

điện, bàn là điện, bếp điện,

2 Toàn bộ điện năng được biến

đổi thành nhiệt năng

Kể tên ba dụng cụ biến một phần điện năng thành nhiệt năng và một phần điện năng thành cơ năng?

Bộ phận chính của các dụng cụ biến điện năng thành nhiệt năng là 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?

Dựa vào bảng điện trở suất của một số chất ta thấy: điện trở suất của các dây dẫn làm bằng nikêlin hoặc constantan lớn hơn điện trở suất của các dây dẫn làm bằng đồng.

Bài 54 TIẾT 16: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ

I TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG

BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG

II ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ

1 Hệ thức của định luật

Trường hợp điện năng biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng thì nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn điện trở R khi có dòng điện cường độ I

chạy qua trong thời gian t được tính bằng công thức nào?

Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng:

A = Q

Mà A = UIt = I2Rt nên suy ra

Q = I2Rt

I(A)

Q = I2Rt Trong đó: R( )

t(s) Q(J)



2 Xử lý kết quả của thí nghiệm

kiểm tra

Bài 54 TIẾT 16: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ

I TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG

II ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ

1 Hệ thức của định luật

2 Xử lý kết quả của thí nghiệm kiểm tra

Hình 16.1 mô tả thí nghiệm xác định điện

năng sử dụng và nhiệt lượng tỏa ra Khối

lượng nước m 1 = 200g được đựng trong bình

bằng nhôm có khối lượng m 2 = 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 = 9,5 o C Biết nhiệt dung

riêng của nước là c 1 = 4200J/kg.K và của

nhôm là c 2 = 880J/kg.K

Bài 54

Ta thấy nếu tính cả phần nhiệt truyền ra môi trường xung quanh thì: A = Q

Hình 16.1 mô tả thí

nghiệm xác định điện

năng sử dụng và nhiệt

lượng tỏa ra Khối lượng

nước m 1 = 200g được

đựng trong bình bằng

nhôm có khối lượng m 2 =

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 = 9,5 o C Biết nhiệt

dung riêng của nước là

c 1 = 4200J/kg.K và của

nhôm là c 2 = 880J/kg.K

A = I 2 Rt = (2,4) 2 5.300 = 8640(J)

C1: Tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên

Nhiệt lượng 200g nước nhận được để tăng nhiệt độ thêm 9,5 o C:

Q 1 = m 1 c 1t = 0,2.4200.9,5 = 7980(J)

C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm

đã nhận được trong thời gian đó

Nhiệt lượng bình nhôm nhận được để tăng thêm 9,5 o C:

Q 2 = m 2 c 2t = 0,078.800.9,5 = 652,08(J) Tổng nhiệt lượng nước và bình nhôm nhận được

để tăng thêm 9,5 o C:

Q = Q 1 + Q 2 = 7980 + 652,08 = 8632,08(J)

C3: Hãy so sánh A với Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh

Bài 54 TIẾT 16: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ

2 Xử lý 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 cường độ dòng

điện, với điện trở của dây dẫn và

thời gian dòng điện chạy qua

Lưu ý: Nếu Q đo bằng Calo thì

hệ thức định luật Jun-Lenxơ là:

Q = 0,24I2Rt Calo 1Jun = 0,24Calo

I TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN

ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG

II ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ

1 Hệ thức của định luật

I(A)

Q = I2Rt Trong đó: R( )

t(s) Q(J)



Bài 54 TIẾT 16: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ

Mối quan hệ giữa Q, I, R, t

được nhà vật lí người Anh

J.P.Jun (1818-1889) và nhà

vật lí người Nga H Len-xơ

(1804-1865) độc lập phát

minh bằng thực nghiệm và

được phát biểu thành định

luật mang tên hai ông

Bài 54 TIẾT 16: ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ

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 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 với nhau Theo định luật

J-L thì Q tỉ lệ với R Vì dây tóc bóng đèn có R lớn nên Q toả ra lớn, dây nối có R/ nhỏ nên Q toả

ra nhỏ và bị truyền ra môi trường xung quanh nên ít thấy nóng

2 Xử lý kết quả của thí nghiệm

kiểm tra

3 Phát biểu định luật

Lưu ý: Nếu Q đo bằng Calo thì

hệ thức định luật Jun-Lenxơ là:

Q = 0,24I2Rt Calo 1Jun = 0,24Calo

I TRƯỜNG HỢP ĐIỆN NĂNG BIẾN

ĐỔI THÀNH NHIỆT NĂNG

II ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ

1 Hệ thức của định luật

I(A)

Q = I2Rt Trong đó: R( )

t(s) Q(J)



Bài 54

Tóm tắt

Uđm = 220V

Pđm = 1000W

U = 220V

V = 2l

Suy ra m = 2kg

t1 o = 20oC

t2 o = 100oC

c = 4200J/kg.K

t = ?

Gọi t(h) là thời gian cần để đun sôi nước Điện năng tiêu thụ của bếp trong thời gian t:

Vì: U = Uđm, Nên P = Pđm = 1000(W)

Do đó: A = P.t = 1000.t (J)

Nhiệt lượng cần cung cấp để 2l nước ở 20oC sôi:

Q = m.ct = m.c.(t2 o – t1 o) = 2.4200.(100 – 20) = 672000(J) Theo định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng:

A = Q Hay: 1000.t = 672000 Suy ra: t = 672000 : 1000 = 672(s) Vậy thời gian đun sôi nước là 672(s)

Đáp số: 672(s)

C5: Một ấm điện có ghi 220V-1000W được sử dụng với hiệu điện thế 220V để đun sôi 2l nước từ nhiệt độ ban đầu là 20oC Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng toả vào môi trường, tính thời gian đun sôi nước Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K

Bài 22

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

Q = I2Rt

Bài 54

Tùy theo vật liệu và tiết diện dây dẫn mà các dây dẫn chỉ chịu được những dòng điện có cường độ nhất định Qúa mức đó, theo định luật Jun-Lenxơ, dây dẫn có thể nóng đỏ, làm chảy vỏ bọc và gây hỏa hoạn Sử dụng cầu chì mắc nối tiếp với mỗi dụng cụ dùng 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.

Bài 22

 Các em học thuộc phần ghi nhớ

 Đọc phần có thể em chưa biết

 Làm bài tập trong sách bài tập về định luật J-L

 Chuẩn bị bài 17: BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT JUN-LENXƠ

Bài 22

Chúc quí thầy cô giáo thành công và hạnh phúc

Chúc các em học giỏi

Trường THCS Kim Đồng NTK: Duy Cường