Bài 23: Đối lưu – bức xạ nhiệt (Vật lý 8 học kì 2)

Trong bài viết này, HOCMAI muốn gửi tới các em học sinh khối 8 bài Bài 23: Đối lưu – Bức xạ nhiệt nằm trong chương trình Vật lý 8. Bài soạn chứa đầy đủ những kiến thức, lý thuyết, bài tập (kèm đáp án và cách giải chi tiết) của bài học này. Các em học sinh tham khảo nhé!

Bài viết tham khảo thêm:

• Bài 21: Nhiệt năng
• Đề thi giữa học kì 2 vật lý 8
• Bài 22: Dẫn nhiệt

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÝ 8 BÀI 23: ĐỐI LƯU – BỨC XẠ NHIỆT

1. Đối lưu là gì?

Đối lưu là hiện tượng truyền nhiệt bằng những dòng chất khí và chất lỏng, đây chính là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất khí và chất lỏng.

Chú ý: Ở trong chất rắn và trong chân không không xảy ra hiện tượng đối lưu.

Ví dụ:

– Bỏ một cái gói nhỏ đựng nhiều hạt thuốc màu tím lên đoạn trên của một ống thủy tinh có dạng khung chữ hình chữ nhật. Sử dụng một đèn cồn nung nóng đoạn bên phải của ống thủy tinh ⇒ nước màu tím từ thuốc tím tan chảy ra sẽ di chuyển sang đầu ống phía bên trái.

– Chiếc đèn dầu đang cháy. Nhờ vào bóng đèn mà hiện tượng đối lưu được diễn ra với tốc độ nhanh hơn, duy trì sự cháy bền bỉ và giúp cho đèn sáng hơn.

– Đèn kéo quân quay được nhờ vào dòng đối lưu của không khí.

– Ống khói lò sử dụng ở nhiều gia đình, những cái lò ở nhà máy càng cao thì quá trình đối lưu diễn ra càng nhanh chóng, hiệu quả làm việc sẽ cao hơn.

– Ống thông gió tròn được đặt trên mái nhà tạo ra sự đối lưu không khí.

2. Bức xạ nhiệt là gì?

– Bức xạ nhiệt là hiện tượng truyền nhiệt bởi những tia nhiệt đi thẳng.

– Bức xạ nhiệt có thể diễn ra cả ở trong môi trường chân không.

– Khả năng hấp thụ nhiệt của một sự vật cũng phụ thuộc vào tính chất của bề mặt của sự vật ấy. Sự vật mà có bề mặt càng xù xì, màu càng sẫm thì khả năng hấp thụ nhiệt càng nhiều.

Ví dụ:

– Nhiệt năng từ Mặt Trời truyền tới Trái Đất chủ yếu là bức xạ nhiệt.

Ứng dụng: Nước nóng được tạo ra từ Mặt Trời do những tia nhiệt truyền xuống cái ống nước.

– Nhiệt năng được truyền từ bếp lửa ra ngoài môi trường xung quanh chủ yếu cũng bởi bức xạ nhiệt. Chẳng hạn như: sưởi ấm hai bàn tay bên bếp lửa, cách thức truyền nhiệt từ bếp lửa đến bàn tay ta chủ yếu là bức xạ nhiệt.

B. GIẢI BÀI TẬP SGK VẬT LÝ 8 BÀI 23: ĐỐI LƯU – BỨC XẠ NHIỆT

 

Bài C1 (trang 80 | SGK Vật Lý 8):

Đặt một cái gói nhỏ đựng những hạt thuốc tím dưới đáy của một cốc thủy tinh đựng đầy nước rồi sử dụng đèn cồn đun nóng một cốc nước ở bên phía có đặt thuốc tím (hình H.23.2). Hỏi nước màu tím di chuyển từ phía dưới lên rồi từ phía trên xuống theo dòng hay di chuyển hỗn độn đến mọi phương?

Lời giải:

Nước màu tím di chuyển theo dòng từ dưới lên chứ không di chuyển hỗn độn mọi hướng.

Bài C2 (trang 80 | SGK Vật Lý 8):

Tại sao khi lớp nước ở phía dưới được đun nóng thì lại đi lên phía trên, còn lớp nước lạnh đang ở phía trên thì lại chuyển xuống phía dưới (em hãy nhớ lại điều kiện để sự vật có thể nổi lên, chìm xuống đã học ở phần I cơ học).

Lời giải:

Khi đun ở dưới đáy nước nóng lên trước và nở ra, lúc này trọng lượng riêng của lớp nước nóng này trở nên nhỏ hơn trọng lượng riêng của lớp nước lạnh ở phía trên, do đó lớp nước nóng này sẽ nổi lên còn lớp nước lạnh lại chìm xuống dưới và tạo thành một dòng đối lưu.

Bài C3 (trang 80 | SGK Vật Lý 8):

Làm sao để biết được nước trong cốc đã nóng lên hay chưa?

Lời giải:

Nhờ việc quan sát số chỉ trên nhiệt kế được nhúng ở trong cốc mà ta biết được nước nóng lên.

Bài C4 (trang 81 | SGK Vật Lý 8):

Nhìn vào thí nghiệm trong hình 23.3, khi đốt một cái nến và một nén hương, ta quan sát thấy dòng khói hương bay từ trên xuống dưới, vòng qua khe hở của giữa đáy cốc và bìa ngăn rồi bay lên phía ngọn nến. Em hãy giải thích hiện tượng này.

Lời giải:

Ở bên phía có ngọn nến, vì do có sự đối lưu mà lớp không khí nóng đã di chuyển lên trên, sự chênh lệch về áp suất này làm cho khói hương di chuyển theo dòng chảy xuống phía dưới. Kết quả thu được từ sự di chuyển này là: tạo thành dòng đối lưu như ta đã thấy.

Bài C5 (trang 81 | SGK Vật Lý 8):

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

Lời giải:

Muốn đun nóng chất khí và chất lỏng thì phải đun ở phía dưới là bởi vì bên trong chất khí và chất lỏng sẽ xảy ra hiện tượng đối lưu. Khi đun ở phía dưới, ta tác động phần chất lỏng (hoặc khí) ở dưới đáy nóng lên trước khiến cho trọng lượng riêng của phần dưới này giảm đi và nổi lên phía trên. Phần chất lỏng (hoặc chất khí) ở bên trên chưa được đun nóng sẽ chìm xuống tạo thành  một dòng đối lưu.

Bài C6 (trang 81 | SGK Vật Lý 8):

Ở trong chân không và ở trong chất rắn có xảy ra hiện tượng đối lưu không? Vì sao?

Lời giải:

Ở trong chân không và ở trong chất rắn không xảy ra hiện tượng đối lưu, bởi vì chân không là môi trường không chứa phân tử khí nào còn ở trong chất rắn những phân tử liên kết với nhau rất chặt chẽ, chúng không thể di chuyển theo dòng được.

Bài C7 (trang 81 | SGK Vật Lý 8):

Một bình cầu đã được phủ một lớp muội đèn, trên phần nút có gắn một cái ống thủy tinh, bên trong ống thủy tinh có chứa một giọt nước màu, cái bình được đặt  cạnh sát một nguồn nhiệt như ngọn lửa đèn cồn (hình H.23.4). Giọt nước màu đã dịch chuyển về phía đầu B thì đã chứng minh được điều gì?

Lời giải:

Giọt nước màu di chuyển về phía đầu B. Hiện tượng này chứng tỏ rằng: không khí bên trong bình đã nhận được nhiệt từ ngọn lửa, nóng lên và nở ra.

Bài C8 (trang 81 | SGK Vật Lý 8):

Trong thí nghiệm trong câu hỏi C7, nếu sử dụng miếng gỗ chắn giữa bình cầu với nguồn nhiệt như trong hình vẽ thì giọt nước màu có dịch chuyển trở về đầu A. Hiện tượng này đã chứng tỏ được điều gì? Miếng gỗ có tác dụng gì?

Lời giải:

Hiện tượng này đã chứng tỏ được rằng: không khí ở trong bình đã nguội lạnh dần đi và co lại. Miếng gỗ đã có tác dụng ngăn chặn không cho nhiệt truyền từ bếp sang bên bình.

Bài C9 (trang 82 | SGK Vật Lý 8):

Sự truyền nhiệt từ nguồn nhiệt tới cái bình có phải là hiện tượng dẫn nhiệt và đối lưu không? Vì sao?

Lời giải:

Không phải là hiện tượng dẫn nhiệt bởi vì không khí là chất dẫn nhiệt rất kém.

Bài C10 (trang 82 | SGK Vật Lý 8):

Tại sao ở trong thí nghiệm trong hình 23.4 bình chứa không khí lại được phủ một lớp muội đèn?

Lời giải:

Bình chứa không khí được phủ một lớp muội đèn là để tăng thêm khả năng hấp thụ tia nhiệt cho bình chứa.

Bài C11 (trang 82 | SGK Vật Lý 8):

Tại sao trong mùa hè người ta thường mặc áo màu trắng mà không chọn mặc áo màu đen?

Lời giải:

Bởi vì các vật có màu sáng thì ít hấp thụ những tia nhiệt hơn nên khi mặc áo trắng vào mùa hè sẽ cho ta cảm giác mát hơn.

Bài C12 (trang 82 | SGK Vật Lý 8):

Hãy chọn ra từ ngữ thích hợp điền vào các ô trống ở dưới bảng sau:

Chất	Rắn	Lỏng	Khí	Chân không
Hình thức truyền nhiệt chủ yếu

Lời giải:

Chất	Rắn	Lỏng	Khí	Chân không
Hình thức truyền nhiệt chủ yếu	Dẫn nhiệt	Đối lưu	Đối lưu	Bức xạ nhiệt

C. GIẢI SÁCH BÀI TẬP VẬT LÝ 8 BÀI 23: ĐỐI LƯU – BỨC XẠ NHIỆT

Bài 23.1 (trang 62 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Đối lưu là sự truyền nhiệt có xảy ra ở trong chất nào? Hãy lựa chọn đáp án đúng:

A)Chỉ ở chất lỏng.

B)Chỉ ở chất khí.

C)Chỉ ở chất khí và lỏng.

D)Ở các chất rắn, chất khí và chất lỏng

Lời giải:

Chọn C

Bài 23.2 (trang 62 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Trong những sự truyền nhiệt bên dưới, sự truyền nhiệt nào thì không phải là bức xạ nhiệt?

A)Hiện tượng truyền nhiệt từ Mặt Trời đến Trái Đất.

B)Hiện tượng truyền nhiệt từ bếp lò đến người đứng gần bếp lò.

C)Hiện tượng truyền nhiệt từ đầu bị nung nóng đến đầu không bị nung nóng của một thanh đồng.

D)Hiện tượng truyền nhiệt từ sợi dây tóc bóng đèn đang sáng đến khoảng không gian ở bên trong bóng đèn.

Lời giải:

Chọn C

Bài 23.3 (trang 62 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Một ống nghiệm đựng đầy nước. Hỏi khi ta đốt nóng ở miệng ống, ở giữa ống hay ở đáy ống thì nước trong ống sẽ sôi nhanh hơn? Vì sao?

Lời giải:

Đốt ở phần đáy ống thì nước trong ống sẽ sôi nhanh nhất.

Vì đốt ở phần đáy ống thì nước ở đáy sẽ nóng hơn và nhẹ hơn phân tử nước lạnh ở phía trên (khi nóng thì giãn ra/ nở ra, thể tích tăng dẫn và trọng lượng riêng giảm) sẽ tạo ra một dòng đối lưu, những phân tử nước lạnh nặng hơn sẽ chìm xuống dưới, những phân tử nước nóng nhẹ hơn sẽ nổi lên trên. Cứ như vậy, nhiệt độ của tất cả số nước trong ống sẽ tăng nhanh gần như là cùng lúc, khiến cho nước sôi nhanh hơn.

Bài 23.4 (trang 62 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Hãy mô tả và giải thích về hoạt động của đèn kéo quân.

Lời giải:

Khi đèn kéo quân được thắp sáng lên, bên trong đèn sẽ xuất hiện các dòng đối lưu của không khí. Những dòng đối lưu này sẽ làm quay tán quạt của đèn kéo quân.

Bài 23.5 (trang 62 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Đưa miếng đồng vào một ngọn lửa đèn cồn thì mẩu đồng sẽ nóng lên; tắt cái đèn cồn đi thì mẩu đồng sẽ nguội dần. Hỏi sự truyền nhiệt khi mẩu đồng nóng lên, khi mẩu đồng nguội đi có được thực hiện với cùng một cách không?

Lời giải:

Hiện tượng truyền nhiệt khi đưa mẩu đồng vào ngọn lửa làm mẩu đồng nóng lên là hiện tượng dẫn nhiệt. Mẩu đồng nguội dần đi là do truyền nhiệt vào không khí bởi bức xạ nhiệt. Do vậy khi mẩu đồng nóng lên và khi mẩu đồng nguội đi không được thực hiện bởi cùng một cách.

Bài 23.6 (trang 62 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Đun nước bằng một chiếc ấm nhôm và một chiếc ấm đất trên cùng một bếp thì nước ở trong ấm nhôm sôi nhanh hơn bởi vì nhôm dẫn truyền nhiệt tốt hơn. Đun sôi nước xong, tắt bếp lửa đi thì nước ở trong ấm nhôm cũng sẽ nguội nhanh hơn. Có phải bởi vì nhôm dẫn nhiệt tốt hơn hay không? Tại sao vậy?

Lời giải:

Vì kim loại nhôm dẫn truyền nhiệt tốt hơn đất nên nhiệt từ nước ở trong ấm nhôm truyền ra ngoài ấm nhanh hơn. Nhiệt từ trong các ấm truyền ra không khí đều bằng bức xạ nhiệt.

Bài 23.7 (trang 62 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Cắt một hình chữ nhật nhỏ bằng mẩu giấy mỏng. Gấp đôi lại theo chiều dọc, rồi gập tiếp theo chiều ngang để xác định được tâm của miếng giấy. Mở mẩu giấy ra, đặt lên một chiếc kim thẳng đứng sao cho cái mũi kim đỡ đúng vào tâm của mẩu giấy. Đặt chúng ở một nơi không có gió.

Nhè nhẹ đưa tay lại gần miếng giấy (hình H.23.1). Thử tiên đoán xem sau đó hiện tượng gì sẽ xảy ra? Làm thí nghiệm để kiểm tra và giải thích.

Lời giải:

Khi nhè nhẹ đưa cái tay lại gần với miếng giấy bởi vì tay ta có nhiệt độ nên sẽ khiến không khí xung quanh bàn tay nóng lên và tạo ra những dòng khí đối lưu, những dòng khí này đẩy mẩu giấy, do giấy rất nhỏ và mỏng nên dễ dàng bị mất thăng bằng và rơi xuống.

Bài 23.8 (trang 63 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Câu nào dưới đây nói về bức xạ nhiệt đúng nhất?

A)Mọi đồ vật đều có thể phát ra được tia nhiệt.

B)Chỉ có những sự vật bề mặt xù xì và có màu sẫm thì mới có thể phát ra tia nhiệt.

C)Chỉ có những sự vật bề mặt bóng trơn và có màu sáng thì mới có thể phát ra tia nhiệt.

D)Chỉ có Mặt Trời mới có thể tỏa ra tia nhiệt.

Lời giải:

Chọn A

Bài 23.9 (trang 63 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Câu nào cho bên dưới so sánh đối lưu và dẫn nhiệt là đúng nhất?

A)Dẫn nhiệt là một quá trình truyền nhiệt, còn đối lưu không phải là quá trình truyền nhiệt.

B)Cả đối lưu và dẫn nhiệt đều có thể xảy ra ở trong không khí.

C)Dẫn nhiệt xảy ra ở bên trong môi trường nào thì đối lưu cũng có thể xảy ra ở trong môi trường đó.

D)Ở trong nước, dẫn nhiệt xảy ra nhanh hơn so với đối lưu.

Lời giải:

Chọn B

Bài 23.10 (trang 63 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Câu nào bên dưới so sánh bức xạ nhiệt với dẫn nhiệt là không đúng?

A)Bức xạ nhiệt và dẫn nhiệt đều có thể xảy ra ở trong không khí và ở trong chân không.

B)Dẫn nhiệt xảy ra khi các sự vật có tiếp xúc với nhau, còn bức xạ nhiệt có thể xảy ra khi các sự vật không tiếp xúc với nhau.

C)Trong không khí, bức xạ nhiệt xảy ra nhanh hơn so với dẫn nhiệt.

D)Trái Đất đón nhận được năng lượng từ Mặt Trời nhờ có bức xạ nhiệt, không phải nhờ dẫn nhiệt.

Lời giải:

Chọn A

Bài 23.11 (trang 63 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Ngăn đá của cái tủ lạnh thường được đặt ở phía bên trên ngăn mát, để có thể tận dụng sự truyền nhiệt bằng:

A)dẫn nhiệt

B)bức xạ nhiệt

C)đối lưu

D)bức xạ nhiệt và dẫn nhiệt.

Lời giải:

Chọn C

Bài 23.12 (trang 63 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Khi hiện tượng đối lưu đang diễn ra ở trong chất lỏng thì:

A)trọng lượng riêng của toàn khối chất lỏng đều tăng lên.

B)trọng lượng riêng của lớp chất lỏng ở bên trên nhỏ hơn của lớp ở phía dưới.

C)trọng lượng riêng của lớp chất lỏng ở bên trên lớn hơn của lớp ở phía dưới.

D)trọng lượng riêng của lớp chất lỏng ở bên trên bằng của lớp ở phía dưới.

Lời giải:

Chọn C

Bài 23.13 (trang 63 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Trong chân không, một mẩu kim loại đồng được đun nóng có thể truyền nhiệt tới một mẩu đồng không được đun nóng.

A)chỉ với bức xạ nhiệt

B)chỉ với dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt

C)chỉ với đối lưu và bức xạ nhiệt

D)với cả dẫn nhiệt, bức xạ nhiệt và đối lưu.

Lời giải:

Chọn A

Bài 23.14 (trang 64 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Để bàn tay bên phía trên một hòn gạch đã được nung nóng thấy nóng hơn khi để bàn tay bên cạnh hòn gạch đó vì:

A)sự dẫn nhiệt từ hòn gạch tới bàn tay để bên phía trên tốt hơn từ hòn gạch tới tay để bên cạnh.

B)bức xạ nhiệt từ hòn gạch tới bàn tay để bên phía trên tốt hơn từ hòn gạch tới tay để bên cạnh.

C)sự đối lưu từ hòn gạch tới bàn tay để bên phía trên tốt hơn từ hòn gạch tới tay để bên cạnh.

D)cả sự dẫn nhiệt, bức xạ nhiệt và đôi lưu từ hòn gạch tới bàn tay để bên phía trên đều tốt hơn từ hòn gạch tới tay để bên cạnh.

Lời giải:

Chọn C

Bài 23.15 (trang 64 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Tại sao ở trong ấm điện sử dụng để đun nước, dây đun được đặt ở phía dưới, gần sát dưới đáy ấm, không được đặt ở phía trên?

Lời giải:

Khi dây đun được đặt ở gần sát dưới đáy ấm để dễ dàng tạo ra hiện tượng truyền nhiệt bằng đối lưu.

Bài 23.16 (trang 64 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Tại sao những bể chứa xăng lại luôn được quét một lớp nhũ màu trắng bạc trên tường?

Lời giải:

Lớp nhũ màu trắng phản lại các tia nhiệt tốt, hấp thụ những tia nhiệt kém nên hạn chế được việc truyền nhiệt từ bên ngoài vào trong làm cho xăng đỡ bị nóng lên, tránh gây ra cháy nổ, hỏa hoạn.

Bài 23.17 (trang 64 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Thả một con cá nhỏ vào trong một cái chai rồi sử dụng đèn cồn đun nước ở phần miệng chai (hình H.23.2). Chẳng bao lâu nước ở miệng chai sẽ bắt đầu sôi, hơi nước sẽ bốc lên ngùn ngụt, nhưng chú cá nhỏ vẫn tung tăng bơi ở dưới đáy chai. Có điều cần lưu ý là thí nghiệm này chỉ được tiến hành ở trong một thời gian ngắn thôi, nếu không chú cá sẽ có thể biến thành cá luộc đấy!

Giải thích hiện tượng trên.

Lời giải:

Bởi vì nước dẫn nhiệt kém nên mặc dù nước ở phần miệng chai sôi nhưng ở dưới đáy chai nước vẫn mát và chú cá có thể bơi ở dưới đáy chai. Tuy nhiên không nên tiến hành thí nghiệm trong thời gian quá lâu vì nước sẽ tản nhiệt xuống dưới đáy chai và chú cá sẽ biến thành cá luộc.

Bài 23.18 (trang 64 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Tạo ra một cái đèn kéo quân cho ngày tết trung thu thì phức tạp nhưng để làm được một cái “đèn quay” giống như trong hình 23.3 để bày ở bàn học thì chắc chắn các em làm được.

Các em hãy thử sáng tạo, bật đèn để cho băng giấy cứng quay và giải thích tại sao nó lại quay được.

Lời giải:

Khi đèn sáng thì sẽ có nhiệt độ, hiện tượng đối lưu sẽ xảy ra ở trong không khí. Không khí chuyển động sẽ làm cho băng giấy quay.

D. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 8 BÀI 23: ĐỐI LƯU – BỨC XẠ NHIỆT

Vậy là các em học sinh khối 8 thân yêu đã cùng với HOCMAI soạn xong Bài 23: Đối lưu – Bức xạ nhiệt. Kiến thức thật thú vị và bổ ích phải không các em. Các em có thể tham khảo thêm thật nhiều bài học bổ ích nữa tại website hoctot.hocmai.vn.