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?
?
ĐỊNH LUẬT
JUN-LEN XƠ
BÀI 16
M?t ph?n di?n nang du?c bi?n d?i th�nh nhi?t nang + Nang lu?ng ỏnh sỏng.
Một phần điện năng được biến đổi thành nhiệt năng + cơ năng .
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
b. 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.
Dây Constantan
Hoặc dây Nikêlin
1,7.10-8 < 0,5.10-6 < 0,4.10-6

Vậy:
Hãy so sánh điện trở suất của dây dẫn bằng hợp kim nikêlin hoặc constantan với các dây dẫn bằng đồng.
II. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN XƠ
1. Hệ thức của định luật
Q = I2Rt
Trong đó:
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra
Em hãy mô tả thí nghiệm và nêu tác dụng của các dụng cụ điện có trong thí nghiệm ?
m1 = 200g = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 42 000J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
t = 5 phút = 300s
t = 34,5 – 25 = 9,50C
I = 2,4 A ; R = 5 Ω
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.
Tóm tắt:
m1 = 200g = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 4 200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4(A)
R = 5()
t = 300(s)
t0 = 9,50C
+ A = ?
+ Q= ?
+ So sánh A và Q.
A = I2Rt
TL: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên là: A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 8640 (J)
2. Xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra
Tóm tắt:
m1 = 200g = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 4 200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4(A)
R = 5()
t = 300(s)
t0 = 9,50C
+ A = 8640 (J)
+ Q= ?
+ So sánh A và Q.
C2: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.
Q = m.c.∆t
TL: Nhiệt lượng Q1 mà nước nhận được là:
Nhiệt lượng: Q2 mà bình nhôm nhận được là:
Nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được là:
0,2.4200.9,5 = 7980 (J)
Q1 =m1.c1.∆t0 =
Q2 = m2.c2.∆t0 =
0,078.880.9,5 = 652,08 (J)
Q = Q1 + Q2 =
7980 +652,08 =8632,08 (J)
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.
Ta thấy Q  A
Q = A
C1: A = 8640 (J)
C2: Q = 8632,08 (J)
Nếu tính cả phần nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì:
Mối quan hệ giữa Q,I,R và t trên đây đã được nhà vật lí người Anh J.P.Jun (James Prescott Joule, 1818-1889) và nhà vật lí học người Nga H.Len-xơ (Heinrich Lenz, 1804-1865) đã độc lập tìm ra bằng thực nghiệm và được phát biểu thành định luật mang tên hai ông.
J.P.Jun
H.Len-xơ
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
Lưu ý: Nếu nhiệt lượng Q đo bằng Calo
3. Phát biểu định luật.
Q = 0,24I2Rt (Cal)
C4
III. VẬN DỤNG
C4: Hãy giải thích điều nêu ra trong phần mở đầu của bài: Tại sao cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng sáng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn hầu như không nóng lên?
III. VẬN DỤNG
TL C4: Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối đều có cùng cường độ vì chúng được mắc nối tiếp. Theo định luật Jun-Len xơ Q=I2.R.t, nhiệt lượng tỏa ra ở dây tóc và ở dây nối tỉ thuận với điện trở của dây dẫn. Dây tóc có điện trở lớn nên nhiệt lượng tỏa 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 tỏa ra ít và truyền phần lớn cho môi trường, do đó dây hầu như không nóng lên.
Giải:
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 ra môi trường. Tính thời gian đun sôi nước. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K
Tóm tắt:
U=220V
P =1000W
V = 2l => m = 2kg t01 = 200C ;
t02 = 1000C;
c = 4200 J/kg.K. t = ?
Bỏ qua nhiệt lượng làm nóng vỏ ấm và nhiệt lượng toả ra môi trường thì:
A = Q
P.t = mc(t02 – t01) nên
Thời gian đun sôi nước là :


III. VẬN DỤNG