Giải KHTN 8 Bài 28 (Chân trời sáng tạo): Sự nở vì nhiệt

Giải KHTN 8 Bài 28: Sự nở vì nhiệt

Giải KHTN 8 trang 128

Mở đầu trang 128 KHTN 8: Nếu buộc chặt bong bóng vào miệng một cái chai rỗng rồi đặt chai vào cốc nước ấm, thì ta thấy bong bóng được “thổi” căng dần lên. Em có biết vì sao không?

Trả lời:

Nếu buộc chặt bong bóng vào miệng một cái chai rỗng rồi đặt chai vào cốc nước ấm, thì ta thấy bong bóng được “thổi” căng dần lên. Vì cốc nước ấm truyền nhiệt vào chai làm cho không khí trong chai nóng lên nở ra đồng thời chuyển động nhanh hơn di chuyển vào bên trong quả bong bóng làm quả bong bóng căng dần lên.

1. Sự nở vì nhiệt

Câu hỏi thảo luận 1 trang 128 KHTN 8: Tiến hành Thí nghiệm 1 và cho biết quả cầu có lọt qua vòng kim loại không trong các trường hợp sau:

a. Trước khi hơ nóng.

b. Sau khi hơ nóng.

c. Sau khi nhúng vào nước lạnh.

Trả lời:

a. Trước khi hơ nóng: quả cầu lọt qua vòng kim loại.

b. Sau khi hơ nóng: quả cầu không lọt qua vòng kim loại.

c. Sau khi nhúng vào nước lạnh: quả cầu lọt qua vòng kim loại dễ hơn so với trước khi hơ nóng.

Câu hỏi thảo luận 2 trang 128 KHTN 8: Thí nghiệm 1, có thể rút ra kết luận gì?

Trả lời:

Kết luận: Chất rắn nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi.

Câu hỏi thảo luận 3 trang 128 KHTN 8: Đề xuất một cách khác để quả cầu kim loại sau khi hơ nóng vẫn lọt qua vòng kim loại.

Trả lời:

Để quả cầu kim loại sau khi hơ nóng vẫn lọt qua vòng kim loại thì ta cần nung nóng vòng kim loại vì khi đó quả cầu và vòng kim loại đều nở ra nên có thể bỏ lọt quả cầu qua vòng kim loại.

Giải KHTN 8 trang 129

Câu hỏi thảo luận trang 129 KHTN 8: Thí nghiệm 2: Sự nở vì nhiệt của các chất rắn khác nhau

Chuẩn bị: băng kép gắn với tay cầm bằng gỗ, đèn cồn.

Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Hơ đều băng kép trên ngọn lửa đèn cồn trong khoảng 3 – 4 phút (Hình 28.2). Quan sát băng kép.

Bước 2: Đặt băng kép đã hơ nóng trên bàn. Quan sát hiện tượng xảy ra khi băng kép nguội dần.

Trả lời:

- Khi hơ băng kép trên ngọn lửa đèn cồn, ta thấy băng kép bị cong dần.

- Khi để băng kép nguội dần, ta thấy băng kép dần trở về lại hình dạng thẳng ban đầu.

Câu hỏi thảo luận 4 trang 129 KHTN 8: Tiến hành Thí nghiệm 2 và trả lời các câu hỏi sau:

a. Hiện tượng gì xảy ra với băng kép khi hơ nóng?

b. Điều gì xảy ra với băng kép khi nó nguội trở lại?

c. Có thể rút ra kết luận gì về sự nở vì nhiệt của các chất rắn khác nhau?

Trả lời:

a. Băng kép bị cong khi hơ nóng.

b. Băng kép trở về lại hình dạng ban đầu khi nó nguội trở lại.

c. Các chất rắn khác nhau nở vì nhiệt khác nhau.

Câu hỏi thảo luận trang 129 KHTN 8: Thí nghiệm 3: Sự nở vì nhiệt của chất lỏng

Chuẩn bị: bình cầu, nước màu, nút cao su có lỗ, ống thủy tinh, chậu nước ấm, bút màu.

Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Đổ đầy nước màu vào một bình cầu. Đậy chặt bình bằng nút cao su có ống thủy tinh cắm xuyên qua (Hình 28.3). Dùng bút màu đánh dấu mực nước trên ống thủy tinh.

Bước 2: Đặt bình cầu vào chậu nước ấm. Quan sát mực nước trong ống thủy tinh.

Bước 3: Nhấc bình cầu ra khỏi chậu nước ấm và đặt bình cầu lên bàn. Quan sát hiện tượng xảy ra với mực nước trong ống thủy tinh.

Trả lời:

- Khi đặt bình cầu vào chậu nước ấm, mực nước trong ống thủy tinh dâng cao.

- Khi nhấc bình cầu ra khỏi chậu nước ấm và đặt bình cầu lên bàn, mực nước trong ống thủy tinh hạ thấp xuống về mực nước ban đầu.

Câu hỏi thảo luận 5 trang 129 KHTN 8: Tiến hành Thí nghiệm 3 và cho biết mực nước trong ống thủy tinh thay đổi thế nào trong các trường hợp sau:

a. Đặt bình cầu vào chậu nước ấm.

b. Đưa bình cầu ra khỏi chậu nước ấm.

Trả lời:

a. Khi đặt bình cầu vào chậu nước ấm, mực nước trong ống thủy tinh dâng cao.

b. Khi nhấc bình cầu ra khỏi chậu nước ấm và đặt bình cầu lên bàn, mực nước trong ống thủy tinh hạ thấp xuống về mực nước ban đầu.

Câu hỏi thảo luận 6 trang 129 KHTN 8: Lặp lại tương tự Thí nghiệm 3 nhưng sử dụng hai bình cầu đựng hai chất lỏng khác nhau: nước màu và dầu ăn. So sánh và kết luận về sự nở vì nhiệt của hai chất lỏng.

Trả lời:

- So sánh: Hai chất lỏng dâng cao khác nhau.

- Kết luận: Chất lỏng khác nhau nở vì nhiệt khác nhau

Luyện tập 1 trang 129 KHTN 8: Vì sao khi đựng nước giải khát có gas trong chai, người ta không đổ đầy chai?

Trả lời:

Khi đựng nước giải khát có gas trong chai, người ta không đổ đầy chai để tránh tình trạng nắp chai bật ra khi chất lỏng đựng trong chai nở vì nhiệt.

Giải KHTN 8 trang 130

Câu hỏi thảo luận trang 130 KHTN 8: Thí nghiệm 4: Sự nở vì nhiệt của chất khí

Chuẩn bị: bình cầu, nút cao su có lỗ, ống thủy tinh chữ L, nước màu.

Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Đậy chặt bình cầu bằng nút cao su.

Bước 2: Nhúng một đầu ống chữ L vào cốc nước màu, dùng ngón tay bịt chặt đầu kia để lấy một giọt nước màu vào trong ống, rồi gắn ống chữ L xuyên qua nút cao su (Hình 28.4).

Bước 3: Xoa hai bàn tay vào nhau cho nóng lên, rồi áp chặt hai bàn tay vào bình cầu. Quan sát hiện tượng xảy ra với giọt nước màu.

Bước 4: Thôi áp tay vào bình cầu. Quan sát hiện tượng xảy ra với giọt nước màu.

Trả lời:

- Khi xoa hai bàn tay vào nhau cho nóng lên, rồi áp chặt hai bàn tay vào bình cầu ta thấy giọt nước màu di chuyển ra phía đầu ngoài của ống thủy tinh chữ L.

- Khi thôi áp tay vào bình cầu, ta thấy giọt nước màu di chuyển trở lại vị trí ban đầu.

Câu hỏi thảo luận 7 trang 130 KHTN 8: Tiến hành Thí nghiệm 4, mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra với giọt nước màu trong các trường hợp sau:

a. Áp chặt hai bàn tay vào bình cầu.

b. Thả hai bàn tay ra khỏi bình cầu.

Trả lời:

a. Khi áp chặt hai bàn tay vào bình cầu ta thấy giọt nước màu di chuyển ra phía đầu ngoài của ống thủy tinh chữ L.

b. Khi thả hai bàn tay ra khỏi bình cầu, ta thấy giọt nước màu di chuyển trở lại vị trí ban đầu.

Luyện tập 2 trang 130 KHTN 8: Từ Bảng 28.1, hãy so sánh sự nở vì nhiệt của chất rắn, chất lỏng và chất khí.

Trả lời:

So sánh:

- Các chất rắn khác nhau nở vì nhiệt khác nhau.

- Các chất lỏng khác nhau nở vì nhiệt khác nhau.

- Các chất khí khác nhau nở vì nhiệt giống nhau.

Vận dụng 1 trang 130 KHTN 8: Khi nhiệt độ tăng lên, khối lượng riêng của chất lỏng và chất khí thay đổi thế nào?

Trả lời:

Khi nhiệt độ tăng lên, khối lượng riêng của chất lỏng và chất khí giảm. Vì theo công thức $D=\frac{m}{V}$ thì khi thể tích tăng, khối lượng không đổi thì khối lượng riêng giảm.

2. Công dụng và tác hại của sự nở vì nhiệt

Giải KHTN 8 trang 131

Câu hỏi thảo luận 8 trang 131 KHTN 8: Nêu một ứng dụng của sự nở vì nhiệt trong thực tế mà em biết.

Trả lời:

Ứng dụng của sự nở vì nhiệt trong thực tế: tấm tôn dùng để lợp nhà có dạng hình lượn sóng vì khi chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, mái tôn sẽ nở ra vì nhiệt.

Vận dụng 2 trang 131 KHTN 8: Giải thích cách hoạt động của rơ le nhiệt trong bàn là điện (Hình 28.6).

Trả lời:

Cách hoạt động của rơ le nhiệt trong bàn là điện:

- Khi cắm điện, chưa vặn núm chỉnh nhiệt độ thì điểm tiếp xúc giữa hai thanh cố định hở, chưa có dòng điện chạy qua làm nóng băng kép. Khi điều chỉnh nhiệt độ thì điểm tiếp xúc của hai thanh cố định tiếp xúc với nhau, mạch điện kín, dòng điện làm nóng băng kép, giúp ta là phẳng quần áo.

- Khi nhiệt độ tăng quá mức cho phép, băng kép sẽ cong về phía kim loại giãn nở vì nhiệt ít hơn khiến mạch điện bị ngắt, nhiệt độ giảm xuống thì băng kép sẽ thẳng ra nối lại mạch điện đốt nóng bàn là lên. Điều này khiến cho nhiệt độ của bàn là luôn trong phạm vi cho phép để sử dụng an toàn và dài lâu.

Giải KHTN 8 trang 132

Câu hỏi thảo luận 9 trang 132 KHTN 8: Nêu một số tác hại của sự nở vì nhiệt mà em biết.

Trả lời:

Một số tác hại của sự nở vì nhiệt:

- Khi nhiệt độ cao có thể làm cong các thanh sắt ở ray tàu hỏa.

- Khi đổ đầy nước nóng vào phích và đậy nắp luôn, nắp phích bị bật lên và làm nước tràn ra ngoài.

Vận dụng 3 trang 132 KHTN 8: Giải thích các trường hợp sau:

a. Vì sao giữa các nhịp cầu luôn có khe hở?

b. Vì sao các đường ống dẫn chất lỏng hoặc hơi phải có những đoạn uốn cong?

Trả lời:

a. Giữa các nhịp cầu luôn có khe hở vì khi trời nóng các vật liệu làm nên cầu sẽ nở ra vì nhiệt nên cần có khe hở để khi chúng nở ra không chạm vào nhau tránh gây ra hiện tượng biến dạng cầu.

b. Các đường ống dẫn chất lỏng hoặc hơi phải có những đoạn uốn cong để tránh sự dãn nở vì nhiệt làm thay đổi hình dạng của ống.

Lý thuyết Sự nở vì nhiệt

1. Sự nở vì nhiệt

- Các chất nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi.

- Các chất rắn, lỏng khác nhau nở vì nhiệt khác nhau. Các chất khí nở vì nhiệt giống nhau (khi áp suất không đổi).

2. Công dụng và tác hại của sự nở vì nhiệt

- Sự nở vì nhiệt có nhiều công dụng trong thực tế:

+ Sự nở vì nhiệt của chất rắn, chất lỏng, chất khí được ứng dụng để chế tạo các loại nhiệt kế khác nhau.

+ Sự nở vì nhiệt của không khí là cơ sở để chế tạo khí cầu.

+ Sự nở vì nhiệt của chất rắn được ứng dụng để lắp chặt hoặc tháo dỡ các dụng cụ hoặc các chi tiết máy.

+ Sự nở vì nhiệt của băng kép được sử dụng ở các thiết bị tự động đóng ngắt mạch điện khi nhiệt độ thay đổi, gọi là rơ le nhiệt.

- Sự nở vì nhiệt có một số công dụng hữu ích, nhưng cũng có thể gây hại, làm nứt, vỡ hoặc biến dạng các vật.

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

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

Bài 4: Định luật bảo toàn khối lượng và phương trình hoá học