Soạn mới giáo án KHTN 8 KNTT bài 26: Năng lượng nhiệt và nội năng

Đại lượng

Cốc 1

Cốc 2

So sánh

Giải thích

Khối lượng

m1

m2

m1 > m2

Lượng nước ở cốc 1 nhiều hơn ở cốc 2

Nhiệt độ

...?...

...?...

...?...

...?...

Tổng động năng phân tử

...?...

...?...

...?...

...?...

Tổng thế năng phân tử

...?...

...?...

...?...

...?...

Nội năng

...?...

...?...

...?...

...?...

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

-  GV yêu cầu HS nhắc lại hiểu biết của mình về năng lượng nhiệt đã học ở lớp dưới để các em thảo luận nếu có ý kiến khác nhau.

=> Năng lượng nhiệt sinh ra từ các nguồn nhiệt như: Mặt trời, bếp gas, bóng đèn sợi đốt, nhiệt liệu bị đốt cháy,... 

- GV nêu rõ là hiểu biết về năng lượng nhiệt mà các em đã học chỉ mới là nhận ra được sự tồn tại của năng lượng nhiệt, còn bản chất của năng lượng này là gì thì các em sẽ được tìm hiểu trong bài học ngày hôm nay. 

- GV giới thiệu nội dung phần đọc hiểu. Nói rõ những nội dung này sẽ giúp chúng ta định nghĩa nhiệt năng

Hai tính chất cơ bản của phân tử, nguyên tử

1. Nhiệt độ của vật càng cao, chuyển động hỗn loạn của các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên vật càng nhanh 

2. Giữa các phân tử, nguyên tử có lực hút và lực đẩy, gọi là lực tương tác phân tử, nguyên tử

- GV giới thiệu với HS thí nghiệm của Brown chứng tỏ 2 tính chất cơ bản của nguyên tử, phân tử (link video)

- GV tổ chức cho HS trao đổi trong nhóm 2, 3 người để trả lời các câu hỏi trong SGK: Ở nhiệt độ trong phòng, các phân tử trong không khí có thể chuyển động với tốc độ từ hàng trăm tới hàng nghìn m/s. Tại sao khi mở một lọ nước hoa ở đầu lớp thì phải một lúc sau, người ở cuối lớp mới ngửi thấy mùi thơm?

=> GV tổ chức cho HS thảo luận về các phương án trả lời khác nhau để đưa ra kết luận 

- GV giới thiệu với HS về khái niệm năng lượng nhiệt 

- GV yêu cầu HS thảo luận trả lời câu hỏi phần hoạt động trong SGK – tr106 để hiểu rõ về khái niệm nhiệt năng

+ HĐ1: Mô tả, giải thích và thực hiện hai cách khác nhau để làm tăng năng lượng nhiệt của hai bàn tay mình

+ HĐ2: Tìm ví dụ thực tế về sự chuyển hóa từ nhiệt năng sang các dạng năng lượng khác và ngược lại.

- GV nhấn mạnh với HS về sự tồn tại và trao đổi nhiệt năng trong cơ thể người 

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS lắng nghe trình bày của GV, thảo luận trả lời câu hỏi tìm hiểu về một số tính chất của phân tử, nguyên tử và khái niệm năng lượng nhiệt 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV gọi đại diện 2 – 3 HS trả lời phần câu hỏi và bài tập trong SGK  

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức và chuyển sang nội dung mới. 

I. Một số tính chất của phân tử, nguyên tử 

- Hai tính chất cơ bản của phân tử, nguyên tử

1. Nhiệt độ của vật càng cao, chuyển động hỗn loạn của các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên vật càng nhanh

2. Giữa các phân tử, nguyên tử có lực hút và lực đẩy, gọi là lực tương tác phân tử, nguyên tử

Trả lời câu hỏi (SGK – 106)

Các phân tử nước hoa cũng như các phân tử không khí đều chuyển động hỗn loạn theo mọi phía nên không ngừng va chạm vào nhau. Do đó, các phân tử nước hoa không chuyển động thẳng từ lọ nước hoa đến cuối lớp mà chuyển động theo đường dích dắc có tổng độ dài lớn gấp nhiều lần khoảng cách từ đầu lớp đến cuối lớp.

II. Khái niệm năng lượng nhiệt 

- Năng lượng nhiệt là năng lượng vật có được do chuyển động nhiệt

- Do mọi vật đều được cấu tạo từ các phân tử, nguyên tử chuyển động hỗn loạn không ngừng nên mọi vật đều có nhiệt năng 

- Khi làm tăng nhiệt độ của vật thì nhiệt năng của vật tăng và ngược lại 

Trả lời hoạt động (SGK – 106)

HĐ1: Hai cách để làm tăng nhiệt năng hai bàn tay mình:

- Cách 1: xoa liên tục hai bàn tay vào nhau.

- Cách 2: đưa hai tay lại gần nguồn nhiệt.

HĐ2:

- Ví dụ thực tế về sự chuyển hóa từ nhiệt năng sang các dạng năng lượng khác:

+ Nhiệt năng chuyển hóa thành cơ năng: Những đầu máy xe lửa hơi nước chuyển hoá năng lượng bằng cách đốt cháy các vật liệu như than đá/than cốc, gỗ, hoặc dầu để tạo ra hơi nước trong nồi hơi. Hơi nước làm piston di chuyển qua lại, piston lại gắn liền với trục quay chính của đầu máy xe lửa làm xe lửa chuyển động.

+ Nhiệt năng chuyển hóa thành điện năng: Trong nhà máy nhiệt điện, năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành điện năng.

- Ví dụ thực tế về sự chuyển hóa từ các dạng năng lượng khác thành nhiệt năng.

+ Điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng: Sử dụng ấm điện để đun nước, trong quá trình đun điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng nước.

+ Hóa năng chuyển hóa thành nhiệt năng: Con người nạp thức ăn vào cơ thể, năng lượng của thức ăn là hóa năng chuyển hóa thành nhiệt năng làm ấm cơ thể.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV  - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS nghiên cứu nội dung trong SGK về động năng và thế năng của phân tử, nguyên tử

- GV phân tích để HS thấy được sự tương tự và sự khác biệt giữa thế năng của trường hấp dẫn mà các em đã học với thế năng tương tác phân tử, nguyên tử 

+ Giống nhau: đều là năng lượng có được nhờ tương tác với các vật khác 

+ Khác nhau: 

• Thế năng của trường hấp dẫn sinh ra do mọi vật ở quanh Trái Đất tương tác với Trái Đất thông qua lực hấp dẫn => thế năng hấp dẫn 
• Thế năng của phân tử, nguyên tử sinh ra so tương tác của các phân tử, nguyên tử với nhau thông qua tương tác điện => thế năng điện 

- GV giới thiệu với HS khái niệm về nội năng: Nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên vật.

- GV chiếu video thí nghiệm so sánh nội năng và động năng phân tử của nước (link video) 

- GV yêu cầu HS thảo luận trả lời các hỏi trong SGK – tr107

+ C1. So sánh động năng của phân tử nước ở Hình 26.4a với động năng của phân tử nước ở Hình 26.4b.

+ C2. So sánh nội năng của nước trong hai cốc ở Hình 26.4.

Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS hoạt động nhóm, cá nhân nghiên cứu nội dung trong SGK và trả lời các câu hỏi nhiệm vụ GV đưa ra 

- GV quá trình học tập của HS, hỗ trợ khi cần

Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- Đại diện HS của các nhóm lên trình bày kết quả thảo luận

- Các nhóm khác nhận xét, bổ sung, đánh giá. 

Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn hóa kiến thức, chuyển sang nội dung tiếp theo 

III. Khái niệm nội năng 

1. Động năng và thế năng của phân tử, nguyên tử 

a) Động năng 

Do phân tử, nguyên tử chuyển động hỗn loạn không ngừng nên chúng có động năng. Phân tử, nguyên tử chuyển động càng nhanh thì động năng càng lớn.

b) Thế năng 

Thế năng phân tử, nguyên tử có độ lớn phụ thuộc vào khoảng cách giữa các phân tử, nguyên tử.

2. Nội năng

Nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng của các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên vật.

* Trả lời câu hỏi (SGK – tr107)

C1. Nhiệt độ ở cốc a cao hơn ở cốc b, động năng của các phần tử ở cốc a lớn hơn

C2. Nhiệt độ trong cốc a cao hơn nên động năng phân tử trong cốc a lớn hơn. Do đó nội năng của nước trong cốc a lớn hơn 

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN – HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS nghiên cứu nội dung phần đọc hiểu trong SGK tìm hiểu thí nghiệm về sự thay đổi nội năng của nước và quả cầu kim loại 

- GV tổ chức cho HS thảo luận nhóm 4 trả lời câu hỏi trong SGK – tr108 để giải thích được bản chất của hiện tượng: Trong quá trình trên, động năng của phân tử nước và nguyên tử kim loại; nội năng của nước và của quả cầu trong bình thay đổi như thế nào?

=> GV chốt lại kiến thức và kết luận về sự thay đổi nội năng của một vật 

- GV yêu cầu HS tìm thêm ví dụ về sự thay đổi nội năng trong đời sống 

- GV yêu cầu HS thảo luận trả lời câu hỏi phần hoạt động trong SGK – tr108 

Theo dõi thí nghiệm đun nước (Hình 26.6), có người khẳng định:

- Từ khi bắt đầu đun nước tới khi nước bắt đầu sôi thì nhiệt độ của nước tăng dần.

- Khi nước đã sôi thì nhiệt độ của nước không tăng dù vẫn tiếp tục đun.

Hãy thảo luận để trả lời các câu hỏi sau:

1. Tại sao từ khi bắt đầu đun tới khi nước bắt đầu sôi thì nhiệt độ của nước tăng dần?

2. Khi nước đã sôi, nhiệt độ của nước không tăng dù vẫn tiếp tục đun thì nhiệt năng mà nước nhận được từ đèn cồn đã chuyển hóa thành dạng năng lượng nào?

Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận nhóm tìm hiểu về sự thay đổi của nội năng và trả lời các câu hỏi nhiệm vụ GV đưa ra 

- GV quá trình học tập của HS, hỗ trợ khi cần

Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- Đại diện HS của các nhóm lên trình bày kết quả thảo luận 

- Các nhóm khác nhận xét, bổ sung, đánh giá. 

Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện

- GV đánh giá, nhận xét, kết luận về tác dụng hóa học của dòng điện, chuyển sang nội dung tiếp theo

3. Sự tăng, giảm nội năng 

- Thí nghiệm (Hình 26.5)

Trả lời câu hỏi (SGK – tr108)

Tốc độ phân tử và động năng phân tử ở quả cầu tăng lên, ở nước giảm đi, do các phân tử của nước có động năng lớn hơn nên khi va chạm với các phân tử của quả cầu đã truyền bớt động năng cho các phân tử của quả cầu.

Nếu chỉ có nước và quả cầu trao đổi năng lượng với nhau thì theo định luật bảo toàn năng lượng hai độ lớn của nhiệt năng này (hai nhiệt lượng này) phải bằng nhau. Tuy nhiên ở đây còn có sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài nên chúng không hoàn toàn bằng nhau

* Kết luận 

Khi vật được làm nóng, các phân tử, nguyên tử của vật chuyển động nhanh lên, nội năng của vật tăng 

Trả lời hoạt động (SGK – tr108)

HĐ1. Nước nhận nhiệt năng từ ngọn lửa truyền cho nên nhiệt độ của nước tăng dần.

HĐ2. Khi nước đã sôi, nhiệt độ của nước không tăng nữa dù tiếp tục dun vì khi đó nhiệt năng mà nước nhận được từ ngọn lửa đã chuyển hóa thành năng lượng được sử dụng để biến đổi trạng thái của nước từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí (sự bốc hơi) chứ không phải để làm tăng nhiệt độ của nước