3 câu hỏi về truyền nhiệt
1. Hãy nhìn vào bức tranh sau đây!
Nếu đặt ba ống trong một hộp kính kín như hình vẽ. Khói từ một cuộn giấy được đặt ở cuối ống B và đi vào qua ống này, sau đó khói sẽ thoát ra ngoài qua các ống A và C như hình vẽ. Hiện tượng này xảy ra do sự truyền nhiệt bởi…
A. đối lưu
C. cảm ứng
D. bức xạ
Cuộc thảo luận
Hiện tượng này xảy ra do sự truyền nhiệt bằng đối lưu. Truyền nhiệt đối lưu là sự truyền nhiệt kèm theo sự chuyển động của vật chất. Ví dụ về truyền nhiệt đối lưu bao gồm gió, nước sôi hoặc sự chuyển động của khói, như hình ảnh trên.
Làm thế nào để giải thích sự chuyển động của khói như trong hình ảnh trên? Bên trong một hộp kính kín có một ngọn nến đang cháy. Ngọn lửa nến làm nóng không khí xung quanh, làm tăng nhiệt độ của không khí bên trong hộp kính. Sự tăng nhiệt độ này khiến không khí giãn nở (tăng thể tích). Sự giãn nở này làm giảm mật độ của không khí. Do đó, mật độ không khí bên ngoài hộp kính lớn hơn mật độ không khí bên trong hộp kính. Khí tự nhiên di chuyển từ nơi có mật độ không khí cao đến nơi có mật độ không khí thấp. Sự khác biệt về mật độ không khí này khiến khói di chuyển từ bên ngoài hộp kính, nơi có mật độ không khí cao, vào bên trong hộp kính, nơi có mật độ không khí thấp.
Khi ở trong hộp kính, ngọn nến làm nóng khói, làm tăng nhiệt độ và thể tích của khói. Điều này làm tăng mật độ của khói, khiến nó di chuyển lên trên về phía những khu vực có mật độ không khí thấp hơn. Hãy nhớ rằng, nơi càng cao so với mặt đất thì mật độ không khí càng thấp vì lực hấp dẫn giảm đi.
Đáp án đúng là A.
2. Hãy chú ý đến câu phát biểu dưới đây:
1. Nước trong nồi sôi vì được đun nóng.
2. Ban ngày trời nóng hơn ban đêm.
3. Các dụng cụ nấu ăn thường có tay cầm bằng gỗ hoặc nhựa.
4. Nến đang cháy sẽ tan chảy cho đến khi hết.
Từ phát biểu nêu rõ tác động của bức xạ là số...
A. 1 và 3
B. 1 và 4
C. 2 và 4
D. 2 và 3
Cuộc thảo luận
Phát biểu 1: Nước trong nồi sôi vì nó được đun nóng.
Đúng là một phần nhiệt lượng truyền từ ngọn lửa sang vật chứa thông qua bức xạ, và một phần nhiệt lượng cũng truyền từ vật chứa sang nước thông qua dẫn nhiệt. Nhưng nước sôi là kết quả trực tiếp của sự truyền nhiệt bằng đối lưu.
Phát biểu 2: Ban ngày trời nóng hơn ban đêm.
Mặt trời chiếu sáng bề mặt trái đất vào ban ngày thông qua bức xạ.
Câu 3: Dụng cụ nấu ăn thường có tay cầm bằng gỗ hoặc nhựa.
Nếu cán của dụng cụ nấu ăn được làm bằng kim loại, tay người nấu sẽ bị nóng vì nhiệt được truyền qua cán của dụng cụ bằng phương pháp dẫn nhiệt.
Câu 4: Một ngọn nến đang cháy sẽ tan chảy cho đến khi hết.
Sáp tan chảy do sự truyền nhiệt bằng bức xạ từ ngọn lửa đến sáp.
Vậy các phát biểu thể hiện tác động của bức xạ là phát biểu số 2 và số 4.
Đáp án đúng là C.
3. Hiện tượng đối lưu chính xác trong chất lỏng được thể hiện trong hình vẽ...
Cuộc thảo luận
Truyền nhiệt đối lưu là sự truyền nhiệt kèm theo sự chuyển động của vật chất. Ví dụ về đối lưu tự nhiên bao gồm sự sôi của nước khi đun nóng hoặc sự hình thành gió đất liền và gió biển.
Trong quá trình trên, nhiệt ban đầu truyền từ lửa đến vật chứa bằng dẫn nhiệt , và tương tự, nhiệt truyền từ vật chứa đến nước cũng bằng dẫn nhiệt. Tiếp theo, nhiệt truyền từ các phân tử nước này sang các phân tử nước khác bằng đối lưu.
Nước ở gần đáy bình nóng hơn, giãn nở và giảm mật độ. Ngược lại, nước phía trên, hay nước trên bề mặt, lạnh hơn và do đó có mật độ cao hơn.
Nước ở đáy bình có mật độ thấp hơn, khiến nó nổi lên và được thay thế bởi nước có mật độ cao hơn ở phía trên. Sự chuyển động của nước trong bình tiếp tục cho đến khi toàn bộ nước đạt đến cùng một nhiệt độ, hay sôi.
Sơ đồ chính xác hơn mô tả quá trình đối lưu nước trong bình chứa được thể hiện trong đáp án C. Lý do là nước nóng hơn đã giãn nở sẽ ngay lập tức di chuyển lên trên chứ không di chuyển sang hai bên trước.
Đáp án đúng là C.
