Giải KHTN 8 Bài 27 (Chân trời sáng tạo): Sự truyền nhiệt

Giải KHTN 8 Bài 27: Sự truyền nhiệt

Giải KHTN 8 trang 123

Mở đầu trang 123 KHTN 8: Một mô hình ống khói được gấp bằng giấy màu đen, phía trên có gắn một cái chong chóng. Nếu chiếu ánh sáng đèn điện vào ống khói thì sau ít phút chong chóng bắt đầu quay. Vì sao?

Trả lời:

Khi chiếu ánh sáng đèn điện vào ống khói thì sau ít phút chong chóng bắt đầu quay vì ống khói được gấp bằng giấy màu đen đã nhận được nhiệt lượng từ ánh sáng đèn điện chiếu vào, làm ống khói nóng lên, các phân tử khí trong ống khói chuyển động nhanh hơn, lớp không khí được làm nóng bay lên trên, lớp không khí lạnh rơi xuống dưới, cứ như thế tạo thành luồng khí di chuyển lên xuống trong ống khói làm chong chóng quay.

1. Sự dẫn nhiệt

Câu hỏi thảo luận trang 123 KHTN 8: Thí nghiệm 1: Sự dẫn nhiệt

Chuẩn bị: thanh đồng, bộ giá đỡ, các kẹp giấy, sáp, đèn cồn.

Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Gắn thanh đồng vào bộ giá đỡ. Dùng sáp đính các kẹp giấy vào thanh đồng.

Bước 2: Dùng đèn cồn hơ nóng một đầu thanh đồng (Hình 27.1). Quan sát hiện tượng xảy ra với các kẹp giấy.

Trả lời:

Hiện tượng xảy ra với các kẹp giấy: Các kẹp giấy rơi xuống.

Câu hỏi thảo luận 1 trang 123 KHTN 8: Tiến hành Thí nghiệm 1 và trả lời các câu hỏi sau:

a. Vì sao các kẹp giấy rơi xuống?

b. Các kẹp giấy rơi xuống theo thứ tự nào?

Trả lời:

a. Các kẹp giấy rơi xuống vì miếng sáp đính nó với thanh đồng tan chảy do nhận được nhiệt lượng từ đầu thanh đồng được đèn cồn nung nóng truyền tới.

b. Các kẹp giấy rơi xuống theo thứ tự từ gần tới xa so với vị trí đèn cồn hay đầu thanh đồng được hơ nóng: D, C, B, A.

Câu hỏi thảo luận 2 trang 124 KHTN 8: Kể tên và nêu công dụng của một số vật dẫn nhiệt tốt và vật cách nhiệt tốt trong Hình 27.2.

Trả lời:

- Các vật dẫn nhiệt tốt trong hình 27.2 a:

+ Bàn là inox: là phẳng quần áo (đồ bằng vải).

+ Ấm nước bằng kim loại: đun nước.

+ Xoong nhôm/ inox: đun thức ăn.

+ Thìa inox: múc thức ăn.

- Các vật dẫn nhiệt kém trong hình 27.2 b:

+ Áo bông, nỉ: giữ nhiệt cho cơ thể.

+ Găng tay len, cao su: giữ nhiệt cho bàn tay.

+ Cốc uống nước bằng sứ: đựng đồ uống, giúp tay cầm không bị nóng.

+ Thìa gỗ: múc thức ăn, tránh nóng, dễ cầm.

Giải KHTN 8 trang 125

Vận dụng 1 trang 125 KHTN 8: Vì sao cửa kính hai lớp có khả năng cách nhiệt tốt?

Trả lời:

Cửa kính hai lớp có khả năng cách nhiệt tốt vì giữa hai lớp kính có lớp không khí mà không khí là chất dẫn nhiệt kém nên cách nhiệt tốt hơn.

2. Đối lưu

Câu hỏi thảo luận trang 125 KHTN 8: Thí nghiệm 2: Sự đối lưu của chất lỏng

Chuẩn bị: ống thủy tinh hình chữ nhật có miệng hở, bộ giá đỡ, nước, nước màu, đèn cồn.

Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Kẹp ống thủy tinh hình chữ nhật lên giá đỡ. Rót nước đầy đến miệng ống.

Bước 2: Nhỏ một ít nước màu vào miệng ống. Dùng đèn cồn hơ nóng tại góc dưới của ống như Hình 27.3. Quan sát hiện tượng xảy ra với nước trong ống.

Trả lời:

Hiện tượng xảy ra với nước trong ống: Nước màu tan dần, nước trong ống di chuyển thành dòng làm nước màu cũng di chuyển thành dòng theo chiều kim đồng hồ.

Câu hỏi thảo luận 3 trang 125 KHTN 8: Mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra với nước trong Thí nghiệm 2.

Trả lời:

- Hiện tượng xảy ra với nước trong Thí nghiệm 2: Nước màu tan dần, nước trong ống di chuyển thành dòng làm nước màu cũng di chuyển thành dòng theo chiều kim đồng hồ.

- Giải thích: Nếu không đun nóng bằng đèn cồn thì nước màu sẽ tan dần ở miệng ống và hoà tan dần về cả hai phía của ống nước. Nhưng khi được đun nóng thì lớp nước phía đáy ống gần đèn cồn nhận được nhiệt lượng từ ngọn lửa đèn cồn truyền tới nóng lên, nhẹ hơn di chuyển lên trên, lớp nước phía trên lạnh hơn di chuyển xuống dưới lấp đầy chỗ trống, lại tiếp tục được ngọn lửa đèn cồn làm nóng và di chuyển lên trên. Cứ như vậy tạo thành dòng di chuyển lớp nước nóng và lớp nước lạnh, đồng thời nước màu tan dần ở miệng ống cũng di chuyển theo dòng nước đó, chúng ta sẽ nhìn thấy nó di chuyển thành dòng theo chiều kim đồng hồ.

Câu hỏi thảo luận 4 trang 125 KHTN 8: Vẽ hình mô tả các dòng đối lưu trong thí nghiệm Hình 27.5.

Trả lời:

Giải KHTN 8 trang 126

Vận dụng 2 trang 126 KHTN 8: Vì sao máy lạnh treo tường (máy điều hòa nhiệt độ) thường được lắp ở vị trí cao trong phòng, còn lò sưởi được bố trí ở gần mặt đất?

Trả lời:

- Máy điều hòa nhiệt độ thường đặt trên cao để mùa hè sử dụng máy: Máy hoạt động thổi ra khí lạnh hơn không khí bên ngoài, khí lạnh nặng hơn đi xuống dưới, đẩy khí nóng nhẹ hơn ở dưới đi lên cứ như vậy tạo thành dòng đối lưu 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 lấp đầy chỗ trống, lại tiếp tục được nguồn nhiệt làm nóng lên, cứ như vậy lớp không khí nóng và không khí lạnh di chuyển thành dòng đối lưu làm cả phòng được nóng lên.

3. Bức xạ nhiệt

Câu hỏi thảo luận 5 trang 126 KHTN 8: Bức xạ nhiệt được truyền qua các môi trường nào? Nêu ví dụ minh họa.

Trả lời:

Bức xạ nhiệt được truyền qua các môi trường: chân không, chất khí, chất lỏng và chất rắn.

Ví dụ:

+ Bức xạ nhiệt qua môi trường chân không: Viên đá lạnh để ngoài ánh nắng Mặt Trời bị tan chảy.

+ Bức xạ nhiệt qua môi trường chất khí: ngồi cạnh bếp lửa, sau một thời gian ta thấy người ấm lên.

+ Bức xạ nhiệt qua môi trường chất lỏng: Đặt tay gần cốc nước nóng sau một thời gian tay ta ấm dần lên.

+ Bức xạ nhiệt qua môi trường chất rắn: Đặt tay gần thỏi than nóng sau một thời gian tay ta ấm dần lên.

Giải KHTN 8 trang 127

Câu hỏi thảo luận 6 trang 127 KHTN 8: Mô tả sự truyền năng lượng nhiệt trong hiệu ứng nhà kính khí quyển (Hình 27.8).

Trả lời:

Mặt Trời truyền năng lượng nhiệt xuống Trái Đất dưới hình thức bức xạ nhiệt. Phần lớn bức xạ nhiệt của Mặt Trời truyền xuyên qua khí quyển đến mặt đất, đồng thời một phần bức xạ nhiệt của Mặt Trời được khí quyển phản xạ vào không gian. Bầu khí quyển bao quanh Trái Đất có tác dụng giống như một nhà lớp kính, khi Trái Đất nhận được nhiệt từ Mặt Trời làm nó nóng dần lên và cũng bức xạ nhiệt vào không gian, phần lớn bức xạ nhiệt của Trái Đất bị khí quyển phản xạ trở lại Trái Đất làm cho bề mặt của Trái Đất và không khí bao quanh nóng lên; chỉ có một phần nhỏ bức xạ nhiệt của Trái Đất thoát ra không gian bên ngoài.

Câu hỏi thảo luận 7 trang 127 KHTN 8: Sự nóng lên toàn cầu có thể gây ra những hệ quả gì? Bản thân các em có thể đóng góp những việc làm thiết thực như thế nào để giảm tác hại của hiệu ứng nhà kính khí quyển?

Trả lời:

- Sự nóng lên toàn cầu có thể gây ra những hệ quả:

+ Tăng nhiệt độ trung bình trên toàn cầu, nắng nóng kéo dài làm mất ổn định bầu khí quyển gây ra hạn hán, tăng lượng mưa đến mức tạo ra nhiều lũ lụt, gia tăng các trận bão, lốc xoáy.

+ Gia tăng lây lan dịch bệnh: Khi nhiệt độ tăng là môi trường cho các loài côn trùng, vi khuẩn, virus dễ dàng phát triển; ô nhiễm không khí.

+ Sự tan chảy của sông băng, và chỏm băng ở vùng cực làm nước biển dâng cao, thay đổi mô hình tuần hoàn nước trong các đại dương và đe dọa sự tồn tại của hàng nghìn loài động thực vật tồn tại trong các hệ sinh thái đóng băng.

+ Sự biến mất của các loài động vật: Nhiều loài động vật phải thích nghi với khí hậu mới vì khí hậu hiện tại đang biến mất nhưng không phải tất cả các loài động vật đều có khả năng thích nghi giống nhau.

+ Thực phẩm đắt tiền hơn: Biến đổi khí hậu đe dọa việc cung cấp và sản xuất các loại lương thực, cây trồng khan hiếm, khó phát triển theo mùa.

- Bản thân các em có thể đóng góp những việc làm thiết thực để giảm tác hại của hiệu ứng nhà kính khí quyển như:

+ Tham gia các hoạt động trồng cây xanh.

+ Hạn chế đi lại bằng máy bay, các phương tiện cá nhân (ô tô, xe máy) sử dụng xăng dầu.

+ Tuyên truyền người thân, gia đình nên sử dụng các thiết bị tiết kiệm năng lượng, sử dụng năng lượng tái tạo và hạn chế sử dụng năng lượng không tái tạo.

Vận dụng 3 trang 127 KHTN 8: Chế tạo mô hình trong câu hỏi ở phần Mở đầu bài học.

Trả lời:

Các em quan sát hình ảnh và chế tạo mô hình bằng cách sử dụng các vật liệu:

+ giấy màu bất kì để tạo chong chóng,

+ giấy màu đen để làm ống khói (nhằm hấp thụ nhiệt tốt hơn).

+ Đèn sợi đốt.

Lý thuyết Sự truyền nhiệt

1. Sự dẫn nhiệt

- Dẫn nhiệt là sự truyền năng lượng nhiệt từ vùng có nhiệt độ cao sang vùng có nhiệt độ thấp hơn thông qua va chạm giữa các phân tử, nguyên tử.

- Vật dẫn nhiệt tốt là vật được làm bằng chất dẫn nhiệt tốt. Các kim loại dẫn nhiệt tốt nên chúng thường được dùng làm dụng cụ đun nấu, bàn là, bộ tản nhiệt cho máy móc, ...

- Vật cách nhiệt tốt là vật được làm bằng chất dẫn nhiệt kém. Len, nhựa, cao su, không khí, ... cách nhiệt tốt nên chúng được dùng làm trang phục mùa đông, tay cầm của dụng cụ đun nấu, cửa sổ cách nhiệt, ...

=> Chất rắn dẫn nhiệt tốt, chất lỏng và chất khí dẫn nhiệt kém.

2. Đối lưu

- Đối lưu là sự truyền năng lượng nhiệt bởi các dòng chất lỏng hay chất khí từ vùng nóng hơn lên vùng lạnh hơn.

- Đối lưu là hình thức truyền nhiệt chủ yếu trong chất lỏng và chất khí.

3. Bức xạ nhiệt

- Bức xạ nhiệt là sự truyền năng lượng nhiệt bằng các tia nhiệt đi thẳng. Khi một vật nhận được bức xạ nhiệt, nó sẽ nóng lên.

* Ví dụ:

+ Mặt Trời truyền năng lượng đến Trái Đất là nhờ bức xạ nhiệt. Giữa Mặt Trời và Trái Đất là khoảng chân không, do đó không có những hình thức truyền nhiệt khác. Bức xạ nhiệt có thể truyền trong chân không.

- Hiệu ứng nhà kính (greenhouse effect) là kết quả của việc tác dụng giữ bức xạ nhiệt. Hiệu ứng nhà kính là hiện tượng bức xạ nhiệt bị giữ lại, làm nóng không khí bên trong nhà kính.

Xem thêm lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 8 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 28: Sự nở vì nhiệt

Ôn tập chương 5

Bài 1: Sử dụng hoá chất, dụng cụ và các thiết bị điện an toàn

Bài 2: Biến đổi vật lí và biến đổi hoá học

Bài 3: Phản ứng hoá học và năng lượng trong các phản ứng hoá học