Giải KHTN 8 sách VNEN bài 22: Các hình thức truyền nhiệt

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

* Trả lời các câu hỏi sau đây:

1. Hãy nêu tên các hiện tượng truyền nhiệt trong tự nhiên.

2. Bằng cách nào các vật truyền nhiệt được cho nhau ?

Trả lời:

1. Các hiện tượng truyền nhiệt trong tự nhiên :

- Mặt trời chiếu sáng xuống Trái đất.

- Nước bị đóng băng.

2. Các vật truyền nhiệt được cho nhau bằng 3 cách : 

- Dẫn nhiệt.

- Đối lưu.

- Bức xạ nhiệt.

I - SỰ DẪN NHIỆT

1. Tìm hiểu về sự dẫn nhiệt

Để tìm hiểu về sự dẫn nhiệt của chất rắn, người ta tiến hành thí nghiệm với sơ đồ được chỉ ra như hình 22.1. Kể tên các dụng cụ thí nghiệm và nêu cách tiến hành thí nghiệm.

Trả lời:

- Dụng cụ thí nghiệm:

• Thanh đồng.
• Sáp màu.
• Đèn cồn.
• Đinh sắt.

- Cách tiến hành thí nghiệm:

• Gắn các đinh sắt vào sáp màu và gắn với thanh đồng.
• Hơ đèn cồn vào thanh đồng.
• Quan sát hiện tượng xảy ra.

a) Tiến hành thí nghiệm như hình 22.1, quan sát thí nghiệm và ghi kết quả.

Trả lời:

Tham khảo kết quả sau: sau khi nung nóng thanh đồng, các đinh rơi xuống.

b) Trả lời các câu hỏi sau:

- Các đinh rơi chứng tỏ điều gì?

- Các đinh rơi xuống trước, rơi xuống sau theo thứ tự nào?

- Hãy dựa vào thứ tự rơi xuống của các đinh để mô tả sự truyền nhiệt năng trong thanh đồng AB.

Trả lời:

• Các đinh rơi chứng tỏ nhiệt truyền đến sáp làm cho sáp nóng lên và chảy ra làm đinh rơi xuống.
• Các đinh rơi xuống trước, sau theo thứ tự từ a đến b, rồi c, d ,e.
• Mô tả sự truyền nhiệt năng trong thanh đồng AB:  Nhiệt được truyền dần từ đầu A đến đầu B của thanh đồng.

* Thảo luận cả lớp trả lời câu hỏi:

- Từ thí nghiệm rút ra nhận xét như thế nào về sự truyền nhiệt trong chất rắn ?

- Điền từ thích hợp (này, khác) vào chỗ trống :

Nhiệt năng có thể truyền từ phần .............. sang phần .............. của một vật, từ vật .............. sang vật .............. Hình thức truyền nhiệt đó gọi là dẫn nhiệt. Các chất khác nhau đều dẫn nhiệt.

- Liệu các chất khác nhau (chất rắn, chất lỏng, chất khí) có dẫn nhiệt như nhau hay không? Theo em, chất nào dẫn nhiệt tốt nhất và chất nào dẫn nhiệt kém nhất ? Vì sao?

- Với các chất rắn khác nhau như đồng, nhôm, thuỷ tinh, chúng có dẫn nhiệt như nhau không? Đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán.

Trả lời:

- Nhận xét: chất rắn dẫn nhiệt tốt.

- Nhiệt năng có thể truyền từ phần này sang phần khác của một vật, từ vật này sang vật khác. Hình thức truyền nhiệt đó gọi là dẫn nhiệt. Các chất khác nhau đều dẫn nhiệt.

- Các chất khác nhau (chất rắn, chất lỏng, chất khí) không dẫn nhiệt như nhau. Chất rắn dẫn nhiệt tốt nhất, sau đó đến chất lỏng, chất khí dẫn nhiệt kém nhất. Vì khoảng cách giữa các nguyên tử chất rắn nhỏ hơn hai chất còn lại, chất khí có khoảng cách giữa các nguyên tử lớn nhất.

- Với các chất rắn khác nhau như đồng, nhôm, thuỷ tinh, chúng không dẫn nhiệt như nhau.

 Có thể thí nghiệm như thí nghiệm hình 22.1 nhưng ta sẽ đun nóng đồng thời thanh nhôm, đồng, thuỷ tinh có gắn đinh.

2. TÌm hiểu về sự dẫn nhiệt của chất rắn, chất lỏng, chất khí

a) Sự dẫn nhiệt của các chất rắn khác nhau

- Tiến hành thí nghiệm: dùng đèn cồn đun nóng đồng thời các thanh đồng, nhôm, thuỷ tinh có gắn đinh bằng sáp ở đầu (Hình 22.2). Quan sát hiện tượng xảy ra để trả lời câu hỏi.

- Các đinh gắn ở đầu các thanh có đồng thời rơi xuống không? Hiện tượng này chứng tỏ điều gì?

- Từ kết quả thí nghiệm, so sánh tính dẫn nhiệt của đồng, nhôm, thuỷ tinh. Chất nào dẫn nhiệt tốt nhất? Chất nào dẫn nhiệt kém nhất? Từ đó có thể rút ra kết luận gì?

Trả lời:

- Các đinh gắn ở đầu thanh không bị rơi xuống đồng thời. Hiện tượng này chứng tỏ kim loại dẫn nhiệt tốt hơn thủy tinh.

- Tính dẫn nhiệt của 3 chất rắn theo thứ tự tăng dần là thuỷ tinh, nhôm, đồng. Đồng dẫn nhiệt tốt nhất, thuỷ tinh dẫn nhiệt kém nhất.

b) Sự dẫn nhiệt của các chất lỏng và chất khí

- Tiến hành hai thí nghiệm (Hình 22.3, 22.4), quan sát hiện tượng xảy ra để trả lời câu hỏi.

• Dùng đèn cồn đun nóng ống nghiệm có chứa không khí. Dưới nút ống nghiệm có gắn một cục sáp.
• Dùng đèn cồn đun nóng miệng một ống nghiệm có nước. Dưới đáy thả một cục sáp.

- Khi nước ở phần trên của ống nghiệm bắt đầu sôi sục thì cục sáp ở đáy ống nghiệm có bị nóng chảy không ? Từ thí nghiệm này có thể rút ra nhận xét gì về tính dẫn nhiệt của chất lỏng ?

- Khi đáy ống nghiệm đã nóng thì miếng sáp gắn ở nút ống nghiệm có bị nóng chảy không ? Từ thí nghiệm này có thể rút ra nhận xét gì về tính dẫn nhiệt của chất khí ?

- Điền từ thích hợp vào chỗ trống cho phù hợp.

Dẫn nhiệt là hình thức truyền nhiệt năng từ phần ................... sang phần ................... của vật, hoặc từ vật ................... sang vật ................... Các chất khác nhau dẫn nhiệt ................... Chất rắn dẫn nhiệt ................... Trong chất rắn, kim loại dẫn nhiệt ................... nhất. Chất lỏng và chất khí dẫn nhiệt ...................

- Nêu một số ví dụ về sự dẫn nhiệt.

Trả lời:

- Khi nước ở phần trên của ống nghiệm bắt đầu sôi sục thì cục sáp ở đáy ống nghiệm không bị nóng chảy. Từ đó có thể rút ra kết luận chất lỏng dẫn nhiệt kém.

- Khi đáy ống nghiệm đã nóng thì miếng sáp ở gần miệng ống nghiệm không bị nóng chảy. Từ đó có thể rút ra kết luận chất khí dẫn nhiệt kém.

- Dẫn nhiệt là hình thức truyền nhiệt năng từ phần này sang phần khác của vật, hoặc từ vật này sang vật khác. Các chất khác nhau dẫn nhiệt khác nhau. Chất rắn dẫn nhiệt tốt. Trong chất rắn, kim loại dẫn nhiệt tốt nhất. Chất lỏng và chất khí dẫn nhiệt kém.

- Một số ví dụ về sự dẫn nhiệt:

+ Nung nóng 1 đầu thanh đồng, 1 thời gian sau đầu kia cũng nóng lên.

+ Rót nước sôi vào ly, một lúc sau ly nóng lên.

II - SỰ ĐỐI LƯU VÀ BỨC XẠ

* Trả lời các câu hỏi.

Bài 1. Khi đun nước ta thấy nước nóng dần lên và sau một thời gian thì nước sẽ sôi. Hiện tượng này chứng tỏ điều gì? Đây có phải là hiện tượng dẫn nhiệt không?

Trả lời:

Khi đun nước ta thấy nước nóng dần lên và sau một thời gian thì nước sôi, chứng tỏ nước đã nhận nhiệt lượng do bếp cung cấp. Đây không phải là hiện tượng dẫn nhiệt mà là truyền nhiệt từ bếp đun vào ấm nước.

Bài 2. Vì sao ta đun ở đáy ấm mà toàn bộ khối nước lại nóng lên ? Nhiệt năng đã truyền như thế nào trong trường hợp đun nước ?

Trả lời:

Vì khi ta đun nước ở đáy, phần nước ở đáy sẽ nhận được nhiệt trước nên sẽ nóng lên, thể tích tăng (khối lượng riêng giảm) nên lượng nước ở đáy này sẽ di chuyển lên phía trên, còn phần nước ở trên (khối lượng riêng lớn hơn) nên sẽ chuyển động xuống dưới, cứ như thế toàn bộ nước trong ấm sẽ được đun nóng. Nhiệt năng truyền theo dòng đối lưu.

Bài 3. Hãy dự đoán xem năng lượng của Mặt Trời đã truyền xuống Trái Đất bằng cách nào?

Trả lời:

Năng lượng của Mặt Trời đã truyền xuống Trái Đất bằng cách bức xạ nhiệt.

1. Tìm hiểu về sự đối lưu

a) Thí nghiệm

Tiến hành thí nghiệm: Đặt một viên thuốc tím nhỏ vào đáy của một cốc thuỷ tinh đựng nước, dùng đèn cồn đun nóng cốc nước ở phía có đặt thuốc tím (Hình 22.5). Quan sát hiện tượng xảy ra để trả lời các câu hỏi.

b) Trả lời câu hỏi 

Nước màu tím di chuyển thành dòng từ dưới lên rồi từ trên xuống dưới hay di chuyển hỗ độn theo mọi phương?

+ Vì sao nước màu tím di chuyển thành dòng từ dưới lên rồi từ trên xuống?

+ Sự truyền nhiệt năng nhờ tạo thành dòng như trong thí nghiệm trên gọi là sự đối lưu. Vậy, sự đối lưu có thể xảy ra trong chất khí hay không? Phương án thí nghiệm cho biết điều này?

Trả lời:

* Nước màu tím di chuyển thành dòng từ dưới lên rồi từ trên xuống dưới.

+ Vì khi ta đun, phần nước màu tím ở đáy sẽ nhận được nhiệt trước nên sẽ nóng lên, thể tích tăng (khối lượng riêng giảm) nên lượng nước ở này sẽ di chuyển lên phía trên, còn phần nước ở trên (khối lượng riêng lớn hơn) nên sẽ chuyển động xuống dưới, cứ như thế nước màu tím di chuyển thành dòng từ trên xuống dưới rồi từ dưới lên trên.

+ Sự đối lưu có thể xảy ra trong chất khí.

Phương án thí nghiệm: đốt nến và hương trong 1 cái cốc được ngăn bởi một miếng bìa hở ở đáy. Khi đó phần không khí bên ngọn nến nóng lên, nở ra, trọng lượng riêng giảm. Do đó không khí bên ngọn nến ít đi và không khí lạnh bên khói hương sang, bay lên phía trên và hòa cùng không khí nóng làm cho khói hương đi theo xuống dưới bay lên tạo thành một dòng đối lưu.

2. Tìm hiểu về sự bức xạ nhiệt

a) Tiến hành hai thí nghiệm trong hình 22.6 a, b. Mô tả hiện tượng xảy ra với giọt nước màu.

- So sánh hiện tượng xảy ra với giọt nước màu khi chưa có miếng gỗ và khi có miếng gỗ? Từ đó em hãy cho biết vai trò của miếng gỗ trong thí nghiệm có tác dụng gì

b) Ghi nhớ

Trả lời:

* Hiện tượng:

- Thí nghiệm 1: Giọt nước màu dịch chuyển về đầu B.  

- Thí nghiệm 2: Giọt nước màu lại dịch chuyển về đầu A.

* Khi chưa có miếng gỗ giọt nước màu dịch chuyển sang đầu B. Nhưng khi có miếng gỗ giọt nước màu dịch chuyển ngược lại đầu A.

- Miếng gỗ đã có tác dụng ngăn không cho nhiệt truyền từ than nóng sang bình. 

C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Bài 1. Tại sao xoong nồi thường làm bằng kim loại còn bát đĩa làm bằng sứ ?

Trả lời:

Nồi, xoong dùng để nấu chín thức ăn. Làm nồi xoong bằng kim loại vì kim loại dẫn nhiệt tốt làm cho thức ăn nhanh chín.

Bát đĩa dùng để đựng thức ăn, muốn cho thức ăn lâu bị nguội thì bát đĩa làm bằng sứ là tốt nhất vì sứ là chất dẫn nhiệt kém.

Bài 2. Tại sao khi đun nóng chất lỏng và chất khí phải đun từ phía dưới ?

Trả lời:

Do hiện tượng đối lưu, nếu đun từ phía dưới thì chất lỏng và chất khí nóng sẽ trồi lên, chất lỏng (khí) lạnh sẽ đi xuống và được đun nóng, cứ thế cả khối chất lỏng (khí) sẽ được đun nóng.

Bài 3. Tại sao trong thí nghiệm về bức xạ nhiệt, bình chứa không khí lại được phủ muội đen?

Trả lời:

+ Bức xạ nhiệt (tia nhiệt truyền thẳng) bị hấp thụ tốt ở bề mặt gồ ghề hoặc sẫm màu.

+ Bình chứa khí được phủ muội đèn cho đen giúp hấp thụ bức xạ nhiệt tốt hơn, không khí trong bình nóng lên nhanh hơn.

Bài 4. Tại sao về mùa hè, ta thường mặc áo màu trắng mà không mặc áo màu đen? 

Trả lời:

Vì các vật có màu càng sẫm thì hấp thụ tia nhiệt càng nhiều nên mặc áo trắng vào mùa hè sẽ giảm khả năng hấp thụ các tia nhiệt.

Bài 5. Tại sao ở nước ta khi sơn cửa, tường nhà không lên sơn màu sẫm?

Trả lời:

 Vì những vật có màu sẫm thì hấp thụ nhiệt tốt nên ko sơn màu sẫm để nhà ko bị nóng.

Bài 6. Tại sao trong ấm điện dùng để đun nước, dây đun nước thường đặt ở dưới gần sát đầy ấm, không được đặt ở trên?

Trả lời:

 Vì khi đun lượng nước ở dưới nóng trước và nó sẽ di chuyển lên trên cho lượng nước lạnh ở trên xuống dưới giúp nước nóng đều, nhanh sôi, và đặt ở dưới để có thể đun đc nhiều nước.

Bài 7. Tại sao trời lạnh sờ tay vào thép thấy lạnh hơn sờ vào gỗ? Có phải vì nhiệt độ của thép thấp hơn của gỗ ko?

Trả lời:

 Không. Vì thép hấp thụ nhiệt tốt hơn gỗ nên khi tay chạm vào thép thì thép hấp thụ nhiệt ở tay ta làm tay có nhiệt đô thấp hơn thép nên cảm thấy thấy lạnh, còn gỗ thì ngược lại.

Bài 8. Hãy chọn các từ thích hợp, điền vào chỗ trống trong bảng 22.1 :

Trả lời:

D-E. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG TÌM TÒI MỞ RỘNG

Bài 1. Tại sao máy lạnh trong phòng thường được gắn ở vị trí cao, lò sưởi thì được đặt ở dưới thấp?

Trả lời:

- Máy lạnh thường được gắn ở trên cao để trong mùa nóng máy thổi ra khí lạnh hơn không khí bên ngoài nên khí lạnh đi xuống dưới, khí nóng ở dưới đi lên cứ như vậy làm mát cả phòng.

- Lò sưởi phải đặt dưới nền nhà để không khí gần nguồn nhiệt được làm ấm nóng lên, nở ra, khối lượng riêng giảm đi và nhẹ hơn không khí lạnh ở trên nên nó bay lên, làm không khí lạnh ở trên chuyển động xuống dưới, lại tiếp tục được làm nóng lên, cứ như vậy làm cả phòng được nóng lên. 

Bài 2. Làm thí nghiệm đưa quả bóng bay bơ căng lại gần một ngon nến, nếu sau đó cho một chút nước vào quả bóng và bơm căng rồi đưa lại gần ngọn lửa. Hiện tượng gì xảy ra trong hai trường hợp? Vì sao? Có những hiện tượng truyền nhiệt nào xảy ra với hai thí nghiệm trên?

Trả lời:

- TH1: đưa quả bóng bay bơm căng lại gần ngọn nến thì quả bóng sẽ nổ ngay. Vì ngọn lửa sẽ truyền nhiệt vào quả bóng và làm nóng vỏ bóng và không khí bên trong nó. Nhưng ko khi giãn nở nhanh hơn vỏ bóng nên bóng bị nổ 

- TH2: cho nước vào quả bóng thì quả bóng sẽ không nổ ngay. Vì ngọn lửa sẽ truyền nhiệt vào quả bóng và làm nóng vỏ bóng, ko khí và nước ở bên trong nó thì nước sẽ hấp thụ gần như là hết lượng nhiệt đó để nóng lên nên bóng ko nổ ngay.

- Hiện tượng truyền nhiệt xảy ra với hai thí nghiệm trên là hiện tượng đối lưu.