Giải KHTN 8 Bài 25 (Cánh diều): Truyền năng lượng nhiệt

Giải KHTN 8 Bài 25: Truyền năng lượng nhiệt

Giải KHTN 8 trang 116

Mở đầu trang 116 Bài 25 KHTN 8: Bằng cách nào mà năng lượng nhiệt có thể truyền từ phần này sang phần khác của một vật hoặc từ vật này sang vật khác có nhiệt độ thấp hơn?

Trả lời:

Năng lượng nhiệt có thể truyền từ phần này sang phần khác của một vật hoặc từ vật này sang vật khác có nhiệt độ thấp hơn qua các hình thức dẫn nhiêt, đối lưu hoặc bức xạ nhiệt.

I. Các hình thức truyền năng lượng nhiệt

Câu hỏi 1 trang 116 KHTN 8: Khi chạm vào một vật có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ của tay, em cảm thấy nóng hay lạnh? Vì sao?

Trả lời:

Khi chạm vào một vật có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ của tay, em cảm thấy nóng vì năng lượng nhiệt truyền từ vật nóng sang tay của em làm tay của em nhận được lượng nhiệt và tăng nhiệt độ.

Luyện tập 1 trang 116 KHTN 8: Nêu ví dụ về hiện tượng dẫn nhiệt và mô tả sơ lược sự truyền năng lượng ở hiện tượng đó.

Trả lời:

- Ví dụ: Nung nóng một đầu thanh kim loại trên ngọn lửa, lát sau đầu kia cũng nóng lên.

- Mô tả sự truyền năng lượng: Vì năng lượng nhiệt truyền từ nơi có nhiệt độ cao tới nơi có nhiệt độ thấp nên ngọn lửa đã truyền năng lượng nhiệt cho đầu thanh kim loại được hơ, các phân tử kim loại cấu tạo nên đầu đó chuyển động nhanh hơn làm các phân tử liền kề cũng chuyển động nhanh theo dần dần lan sang đầu còn lại của thanh làm năng lượng nhiệt của đầu thanh đó tăng lên dẫn tới ta thấy đầu còn lại của thanh cũng nóng lên.

Giải KHTN 8 trang 117

Câu hỏi 2 trang 117 KHTN 8: Nêu ví dụ về hiện tượng đối lưu và mô tả sơ lược sự truyền năng lượng ở hiện tượng đó.

Trả lời:

- Ví dụ: Cho dầu vào chảo bật bếp, một lúc sau, dầu sôi.

- Mô tả sự truyền năng lượng: Nhiệt lượng từ ngọn lửa của bếp truyền qua đáy chảo làm cho lớp dầu ở sát đáy chảo nóng lên và nở ra, khối lượng riêng của nó nhỏ hơn khối lượng riêng của lớp dầu phía trên. Do đó, lớp dầu nóng ở phía dưới sẽ chuyển động lên, lớp dầu ở phía trên có khối lượng riêng lớn hơn sẽ đi xuống. Quá trình này tạo ra dòng đối lưu làm cho cả khối dầu trong chảo nóng lên.

Luyện tập 2 trang 117 KHTN 8: Vì sao khi đun nấu thức ăn, phải đun từ phía dưới?

Trả lời:

Khi đun nấu thức ăn, phải đun từ phía dưới để xuất hiện hiện tượng truyền nhiệt bằng hình thức đối lưu, giúp thức ăn được chín nhanh hơn và đều hơn.

Luyện tập 3 trang 117 KHTN 8: Một bạn học sinh phát biểu: Năng lượng nhiệt được truyền nhờ chuyển động thành dòng của chất lỏng. Phát biểu này nói về sự dẫn nhiệt hay sự đối lưu?

Trả lời:

Phát biểu của bạn học sinh nói về sự truyền nhiệt bằng hình thức đối lưu.

Giải KHTN 8 trang 118

Câu hỏi 3 trang 118 KHTN 8: Máy điều hòa thường có dàn nóng được đặt ở phía ngoài và dàn lạnh được đặt ở trong nhà. Dàn lạnh là nơi có luồng không khí lạnh bay ra. Vì sao dàn lạnh của máy điều hòa thường treo ở sát trần nhà?

Trả lời:

Dàn lạnh của máy điều hòa thường treo ở sát trần nhà vì khi hoạt động dàn lạnh thổi ra luồng không khí lạnh, luồng khí này có khối lượng riêng lớn hơn luồng không khí nóng nên dễ dàng đi xuống, chiếm chỗ luồng không khí nóng; luồng không khí nóng có khối lượng riêng nhẹ hơn di chuyển lên phía trên, bị quạt gió trong dàn lạnh hút vào, đẩy qua dàn lạnh để làm lạnh rồi đưa trở lại phòng và di chuyển xuống phía dưới. Cứ như vậy, sự di chuyển của các luồng không khí lạnh và nóng tạo thành dòng đối lưu không khí, làm mát cả căn phòng.

Luyện tập 4 trang 118 KHTN 8: Ở hình 25.4, mũi tên màu đỏ chỉ hướng chuyển động của dòng khí có nhiệt độ cao hơn dòng khí chuyển động theo mũi tên màu xanh. Dàn lạnh của tủ lạnh này nằm ở phía trên hay phía dưới? Vì sao?

Trả lời:

Dàn lạnh của tủ lạnh này nằm ở phía trên vì mũi tên màu xanh là hướng dịch chuyển của luồng không khí có nhiệt độ thấp hơn, luồng khí này được tạo ra từ dàn lạnh, có khối lượng riêng nặng hơn nên đi xuống, chiếm chỗ luồng không khí có nhiệt độ cao hơn làm luồng khí nóng này di chuyển lên trên theo mũi tên màu đỏ. Cứ như vậy tạo thành dòng đối lưu không khí trong tủ lạnh.

Câu hỏi 4 trang 118 KHTN 8: Nêu ví dụ về hiện tượng bức xạ nhiệt và mô tả sơ lược sự truyền năng lượng ở hiện tượng đó.

Trả lời:

- Ví dụ: Khi để tay gần ngọn lửa, một lúc sau ta thấy tay nóng lên.

- Mô tả sự truyền năng lượng: Khi để tay gần ngọn lửa, năng lượng nhiệt từ ngọn lửa truyền ra xung quanh thông qua các tia nhiệt, truyền tới tay ta làm tay ta nóng lên.

II. Truyền năng lượng trong hiệu ứng nhà kính

Giải KHTN 8 trang 119

Câu hỏi 5 trang 119 KHTN 8: Trong cuộc sống hằng ngày, từ “Hiệu ứng nhà kính” thường được nói đến. Hiệu ứng nhà kính là gì?

Trả lời:

Hiệu ứng nhà kính là khái niệm dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi coi Trái Đất và bầu khí quyển bao quanh nó chứa nhiều khí CO₂ như một nhà kính.

Tìm hiểu thêm trang 119 KHTN 8: Hiệu ứng nhà kính đối với Trái Đất khi bầu khí quyển bao quanh nó chứa nhiều CO₂.

Hiệu ứng nhà kính là khái niệm dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi coi Trái Đất và bầu khí quyển bao quanh nó chứa nhiều khí CO₂ như một nhà kính.

Trong “nhà kính Trái Đất” này, mặt đất và không khí của Trái Đất nóng lên do sự truyền năng lượng nhiệt thông qua tia nhiệt của Mặt Trời chiếu xuyên qua tầng khí quyển đến Trái Đất. Mặt đất hấp thụ năng lượng nhiệt này sẽ nóng lên và cũng phát ra các tia nhiệt, hình 25.7.

Do phần năng lượng hấp thụ lớn hơn phần năng lượng phát ra ngoài không gian nên mặt đất, các đại dương và không khí trên toàn bộ Trái Đất nóng lên.

Nêu ví dụ về hậu quả của việc nóng lên này.

Trả lời:

Tác hại của hiệu ứng nhà kính lên môi trường và trái đất:

- Biến đổi khí hậu: Mùa đông càng ẩm, mùa hè càng khô, hạn hán nặng, lượng mưa tăng,….

- Hiện tượng băng tan làm nước biển dâng khiến đất đai bị nhiễm mặn, chất lượng và số lượng nguồn nước ngọt dùng cho sinh hoạt của con người, cho nông nghiệp, công nghiệp bị ảnh hưởng, …..

- Nóng lên toàn cầu: Sa mạc ngày càng mở rộng, hệ sinh thái bị biến đổi, ….

III. Công dụng của vật cách nhiệt và vật dẫn nhiệt

Giải KHTN 8 trang 120

Thực hành 1 trang 120 KHTN 8:

Chuẩn bị

Một thanh thủy tinh, một thanh nhôm, một thanh đồng, giá, đèn cồn, các đinh sắt, sáp (hình 25.8a).

Tiến hành

- Lắp các dụng cụ như hình 25.8b, ở mỗi thanh khoảng cách từ đầu thanh cắm đến các đinh sắt đều bằng nhau.

- Dùng đèn cồn đun nóng để giữ ba đầu thanh.

Quan sát thứ tự rơi của các đinh sắt gần trên mỗi thanh. Từ đó rút ra kết luận về tính dẫn nhiệt của chất làm các thanh.

Trả lời:

- Quan sát thí nghiệm ta thấy: Chiếc đinh gắn ở thanh đồng rơi xuống trước, tiếp theo là đinh gắn ở thanh nhôm và cuối cùng là đinh gắn ở thanh thủy tinh.

- Kết luận về tính dẫn nhiệt của chất làm các thanh: Đồng dẫn nhiệt tốt hơn nhôm, nhôm dẫn nhiệt tốt hơn thủy tinh.

Thực hành 2 trang 120 KHTN 8:

Chuẩn bị

Đèn cồn, ống nghiệm có chứa nước, miếng sáp.

Tiến hành

- Lắp các dụng cụ thành bộ như hình 25.9, miếng sáp được để ở đáy ống nghiệm.

- Dùng đèn cồn đun nóng miệng của ống nghiệm.

Quan sát nước ở phần trên của ống nghiệm bắt đầu sôi thì miếng sáp ở đáy cốc có bị nóng chảy không? Từ đó rút ra tính dẫn nhiệt của nước.

Trả lời:

Khi nước ở phần trên của ống nghiệm bắt đầu sôi thì miếng sáp ở đáy cốc chưa bị nóng chảy $\Rightarrow$Nước có tính dẫn nhiệt kém

Giải KHTN 8 trang 121

Câu hỏi 6 trang 121 KHTN 8: Ở hình 25.10b, bộ phận nào cần dẫn nhiệt tốt, bộ phận nào cần cách nhiệt tốt?

Trả lời:

Hình 25.10b, bộ phận cần dẫn nhiệt tốt là bộ phận thân nồi, bộ phận cần cách nhiệt tốt là cán nồi.

Giải KHTN 8 trang 122

Câu hỏi 7 trang 122 KHTN 8: Nêu công dụng của các bộ phận trong cấu tạo phích nước ở hình 25.11.

Trả lời:

- Nút phích và vỏ phích có tác dụng ngăn cản sự truyền nhiệt bằng đối lưu ra bên ngoài.

- Lớp chân không có tác dụng ngăn cản sự dẫn nhiệt.

- Lớp tráng bạc có tác dụng phản xạ các tia nhiệt trở lại nước đựng trong phích.

- Vỏ phích có công dụng bảo vệ ruột phích bên trong và giúp cách nhiệt để người sử dụng không bị bỏng khi chạm vào phích nước nóng.

Vận dụng trang 122 KHTN 8: Để nóng thêm một độ, một kilôgam nước biển cần thu vào một nhiệt lượng gấp khoảng 5 lần một kilôgam đất. Ở ven biển, vào những trưa hè nóng, gió thổi từ biển vào đất liền. Vì sao?

Trả lời:

Ở ven biển, vào những trưa hè nóng, gió thổi từ biển vào đất liền vì đất liền tăng nhiệt độ nhanh hơn nước biển nên không khí ở đất liền nóng hơn không khí ở biển, chúng nở ra, có khối lượng riêng nhẹ hơn bay lên tạo chỗ trống, không khí ở biển có nhiệt độ thấp hơn, khối lượng riêng nặng hơn nên di chuyển lấp đầy chỗ trống đó, tại đất liền không khí lạnh lại được làm nóng. Cứ như vậy, tạo nên dòng đối lưu không khí từ biển tràn vào đất liền tạo ra gió.

Lý thuyết Truyền năng lượng nhiệt

I. Các hình thức truyền năng lượng nhiệt

1. Hiện tượng dẫn nhiệt

- Nhiệt lượng truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp hơn.

- Dẫn nhiệt chủ yếu xảy ra ở vật rắn.

2. Hiện tượng đối lưu

- Thả hạt thuốc tím vào ống nhựa trong cốc nước, đun cốc bằng đèn cồn ở phía dưới thuốc tím để tạo sự đối lưu.

- Đối lưu làm cho nước trong cốc nóng lên và tạo sự truyền nhiệt.

- Chuyển động thể chỗ nhau của phân tử nước tạo nên sự truyền năng lượng nhiệt.

- Sự đối lưu cũng xảy ra trong chất khí và giúp điều hoà nhiệt độ trong căn phòng.

- Truyền nhiệt bằng đối lưu chính là hình thức truyền nhiệt chính trong chất khí và chất lỏng.

3. Hiện tượng bức xạ nhiệt

- Truyền nhiệt không cần tiếp xúc giữa các vật, ví dụ như năng lượng từ Mặt Trời truyền ra xung quanh và được truyền đến Trái Đất thông qua các tòa nhiệt.

II. Truyền năng lượng trong hiệu ứng nhà kính

- Nhà kính là nhà được che bởi mái kính dùng để trồng cây bên trong.

- Nhờ ánh sáng Mặt Trời chiếu tia nhiệt qua kính vào nhà, các vật và không khí trong nhà kính nhận được nhiệt lượng và nóng lên, làm tăng nhiệt độ bên trong nhà kính.

- Hiệu ứng nhà kính được ứng dụng để trồng cây ở những vùng có nhiệt độ không khí thấp, giúp cây tránh được tác hại của giá rét và sinh trưởng tốt hơn so với cây được trồng bên ngoài.

- Hiệu ứng nhà kính cũng xảy ra đối với Trái Đất, làm nóng lên toàn bộ mặt đất, đại dương và không khí trên Trái Đất.

III. Công dụng của vật dẫn nhiệt và vật cách nhiệt

1. Tính dẫn nhiệt của các chất

Thí nghiệm 1:

Mục đích: xác định tinh dẫn nhiệt của các thanh.

Dụng cụ: 1 thanh thuỷ tinh, 1 thanh nhôm, 1 thanh đồng, 1 đèn cồn, các đinh sắt, sáp.

Cách thực hiện: lập các dụng cụ như hình 25.8m, giữ ba đầu thanh bằng đèn cần đun nóng, quan sát thứ tự rơi của các định sắt trên từng thanh, rút ra kết luận về tinh dẫn nhiệt của chất làm các thanh.

Kết quả: tinh dẫn nhiệt của đồng kém hơn nhôm.

Thí nghiệm 2:

Mục đích: xác định tính dẫn nhiệt của nước.

Dụng cụ: đèn cồn, ống nghiệm, miếng sáp.

Cách thực hiện: lập các dụng cụ thành bộ như hình 25.9, đun nóng miệng của ống nghiệm bằng đèn cồn, quan sát nước ở phần trên của ống nghiệm bắt đầu sôi thì kiểm tra xem miếng sáp ở đáy cốc có bị nóng chảy không, rút ra tính dẫn nhiệt của nước.

Kết quả: nước có tính dẫn nhiệt tốt hơn sáp.

Trong cùng điều kiện như nhau, chất nào truyền năng lượng nhiệt nhanh hơn thì chất đó dẫn nhiệt tốt hơn.

2. Vật dẫn nhiệt

- Dựa vào tính dẫn nhiệt tốt hay kém của các chất mà người la sử dụng chúng thích hợp trong khoa học và đời sống. Những vật dẫn nhiệt tốt được dùng khi cần truyền nhiệt lượng nhanh.

- Tinh chất không dẫn nhiệt được dùng để chế tạo phích nước giữ nóng.

- Các vật liệu dẫn nhiệt kém như len và đồ len được dùng để may quần áo ấm.

- Polystyrene và sơn thuỷ tĩnh in được dùng để cách nhiệt cho các bộ phận như ống nước, lò nướng, tủ lạnh, tôn cách nhiệt của ngôi nhà.

- Các bộ phận cần dẫn nhiệt tốt như ống dẫn ga của điều hòa không khí.

- Tôn cách nhiệt là một loại vật liệu được sử dụng để cách nhiệt cho ngôi nhà.

Xem thêm lời giải bài tập KHTN 8 sách Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 26: Sự nở vì nhiệt

Bài tập Chủ đề 6

Bài 27: Khái quát về cơ thể người

Bài 28: Hệ vận động ở người

Bài 29: Dinh dưỡng và tiêu hóa ở người