Giải KHTN 8 Bài 26 (Kết nối tri thức): Năng lượng nhiệt và nội năng

Giải KHTN 8 Bài 26: Năng lượng nhiệt và nội năng

Mở đầu trang 105 Bài 26 KHTN 8: Ngay từ lớp 6, các em đã được làm quen với năng lượng nhiệt. Theo em, năng lượng nhiệt là gì và tại sao mọi vật đều luôn có năng lượng này?

Trả lời:

- Năng lượng nhiệt là năng lượng mà vật có được nhờ chuyển động nhiệt.

- Mọi vật đều luôn có năng lượng này vì 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.

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

Giải KHTN 8 trang 106

Câu hỏi 1 trang 106 KHTN 8: 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?

Trả lời:

Vì các phân tử nước hoa và các phân tử không khí đều chuyển động hỗn loạn không ngừng nên trong quá trình di chuyển, các phân tử nước hoa bị va chạm với các phân tử không khí làm thời gian chuyển động từ đầu lớp tới cuối lớp lâu hơn nên phải một lúc sau người ở cuối lớp mới ngửi thấy mùi thơm.

Hoạt động 1 trang 106 KHTN 8: Mô tả, giải thích và thực hiện hai cách khác nhau để làm tăng năng lượng nhiệt của hai bàn tay mình.

Trả lời:

- Cách 1: Xoa hai bàn tay với nhau sau vài lần xoa sẽ thấy hai bàn tay nóng lên.

Giải thích: Khi xoa tay vào nhau các hạt cấu trúc phân tử, nguyên tử trong tay dao động nhiều hơn, chuyển động nhanh hơn làm tăng nhiệt năng. Hay có thể giải thích như sau, khi hai bàn tay xoa vào nhau có sự chuyển hóa năng lượng từ động năng sang nhiệt năng, làm hai bàn tay nóng lên.

- Cách 2: Hơ hai bàn tay mình trên ngọn lửa sau một lúc sẽ thấy hai bàn tay nóng lên.

Giải thích: Do ngọn lửa có năng lượng nhiệt lớn nên truyền nhiệt lượng cho hai bàn tay làm chúng nóng lên.

Hoạt động 2 trang 106 KHTN 8: Tìm ví dụ thực tế về sự chuyển hóa từ nhiệt năng sang các dạng năng lượng khác và ngược lại.

Trả lời:

- 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.

Giải KHTN 8 trang 107

Câu hỏi 2 trang 107 KHTN 8: So sánh động năng của phân tử nước ở Hình 26.4a với động năng của phân tử nước ở Hình 26.4b.

Trả lời:

Động năng của phân tử nước ở Hình 26.4a lớn hơn động năng của phân tử nước ở Hình 26.4b vì nhiệt độ càng cao, các phân tử, nguyên tử nước chuyển động càng nhanh nên động năng càng lớn.

Câu hỏi 3 trang 107 KHTN 8: So sánh nội năng của nước trong hai cốc ở Hình 26.4.

Trả lời:

Nội năng của phân tử nước ở Hình 26.4a lớn hơn nội năng của phân tử nước ở Hình 26.4b vì động năng của phân tử nước ở Hình 26.4a lớn hơn động năng của phân tử nước ở Hình 26.4b.

Giải KHTN 8 trang 108

Câu hỏi 4 trang 108 KHTN 8: 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?

Trả lời:

Trong quá trình trên:

+ Động năng của phân tử nước giảm và động năng của nguyên tử kim loại tăng lên.

+ Nội năng của phân tử nước giảm và nội năng của quả cầu tăng lên.

Hoạt động 3 trang 108 KHTN 8: 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?

Trả lời:

1. Khi nước được đun (truyền nhiệt từ nguồn nhiệt) thì các phân tử, nguyên tử của nước chuyển động nhanh lên làm nội năng của nước tăng và nhiệt độ của nước tăng theo. Vì nhiệt độ sôi của nước là 100⁰C nên nước sẽ nhận nhiệt lượng từ nguồn nhiệt truyền cho nó tới khi nó sôi.

2. Khi nước đã sôi ở 100⁰C, ta tiếp tục đun thì nước dùng lượng nhiệt đó để chuyển từ thể lỏng sang thể hơi nên nhiệt độ nước không tăng mà vẫn giữ 100⁰C đến khi cạn dần. Trong quá trình này, vẫn có sự chuyển hóa nhiệt năng thành động năng của phân tử nước.

Em có thể trang 108 KHTN 8: Giải thích được các hiện tượng đơn giản trong đời sống có liên quan đến nhiệt năng và nội năng. Ví dụ, tại sao xoa hai tay vào nhau thì tay nóng lên.

Trả lời:

Giải thích một số hiện tượng đời sống liên quan tới nhiệt năng và nội năng:

- Bỏ đá vào cốc nước thì nước trong cốc lạnh dần: Nhiệt độ của nước giảm dần do đã truyền bớt nhiệt năng cho cục đá, nhiệt độ của đá tăng dần (đá tan dần) vì đã nhận thêm được nhiệt năng từ nước.

- Khi xoa hai tay vào nhau thì tay nóng lên vì các hạt cấu trúc, phân tử, nguyên tử trong tay chúng ta dao động nhiều hơn, chuyển động nhanh hơn làm tăng nhiệt năng.

Kiến thức trọng tâm KHTN 8 Bài 26: Năng lượng nhiệt và nội năng

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

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

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

II. Khái niệm năng lượng nhiệt

- Chuyển động nhiệt là chuyển động hỗn loạn của các phân tử, nguyên tử trong vật.

- Năng lượng mà vật có được nhờ chuyển động nhiệt được gọi là năng lượng nhiệt hoặc nhiệt năng.

- Mọi vật đều có nhiệt năng do được cấu tạo từ các phân tử, nguyên tử chuyển động hỗn loạn.

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

III. Khái niệm nội nâng

- Động năng và thế năng của phân tử, nguyên tử:

- Động năng: Phân tử, nguyên tử có động năng do chuyển động hỗn loạn. Động năng càng lớn khi chúng chuyển động càng nhanh.

- Thế năng: Vật có thế năng do tương tác với các vật khác. Ví dụ, thế năng hấp dẫn được tích lũy nhờ lực hấp dẫn giữa vật và Trái Đất. Thế năng phân tử, nguyên tử được tích lũy nhờ lực tương tác giữa chúng và có độ lớn phụ thuộc vào khoảng cách giữa chúng.

- Nội năng: Tổng động năng và thế năng của các nguyên tử, phân tử trong vật.

- Sự tăng, giảm nội năng: Thả một quả cầu kim loại ở nhiệt độ trong phòng vào một cốc nước nóng, nhiệt độ của quả cầu tăng lên do nhận thêm nhiệt năng từ nước nóng, còn nhiệt độ của nước nóng giảm đi do truyền bớt nhiệt năng cho quả cầu.

Sơ đồ tư duy KHTN 8 Bài 26: Năng lượng nhiệt và nội năng

Xem thêm lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 8 Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác:

Bài 27: Thực hành đo năng lượng nhiệt bằng joulemeter

Bài 28: Sự truyền nhiệt

Bài 29: Sự nở vì nhiệt

Bài 30: Khái quát về cơ thể người

Bài 31: Hệ vận động ở người