BÀI 24 - NĂNG LƯỢNG NHIỆT

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Đặt một chiếc thìa vào cốc nước nóng (hình 24.1). Một lúc sau chạm tay vào thìa, ta cảm thấy nóng. Điều gì đã thay đổi ở chiếc thìa mà nhiệt độ của thìa tăng lên?

Đáp án chuẩn:

Khi đặt một chiếc thìa vào cốc nước nóng, nhiệt độ của thìa ban đầu thấp hơn so với nhiệt độ của nước trong cốc. Tuy nhiên, do tính dẫn nhiệt của kim loại, nhiệt độ từ nước trong cốc được dẫn đến chiếc thìa, làm tăng nhiệt độ của thìa lên.

I. KHÁI NIỆM VỀ NĂNG LƯỢNG NHIỆT

Câu hỏi 1: Năng lượng nhiệt của một vật là gì?

Đáp án chuẩn:

Tổng động năng của các phân tử tạo nên vật được gọi là năng lượng nhiệt của vật.

II. NỘI NĂNG CỦA VẬT

Câu hỏi 2: Nội năng của một vật là gì?

Đáp án chuẩn:

Tổng động năng và thế năng của các phân tử tạo nên vật được gọi là nội năng của vật.

Câu hỏi 3: Thả một miếng sắt nóng vào một cốc nước lạnh. Nội năng của miếng sắt và của nước trong cốc thay đổi thế nào? Giải thích.

Đáp án chuẩn:

Nội năng của miếng sắt giảm đi còn nội năng của nước trong cốc tăng lên. Vì khi thả miếng sắt nóng vào cốc nước lạnh sẽ có sự truyền nhiệt từ miếng sắt sang cốc nước làm cốc nước tăng nhiệt độ khiến các phân tử nước chuyển động nhanh lên còn miếng sắt bị giảm nhiệt độ làm các phân tử sắt chuyển động chậm lại.

Luyện tập 1: Nội năng của vật có liên hệ với năng lượng nhiệt của vật không? Vì sao?

Đáp án chuẩn:

Có, nội năng của vật có liên hệ mật thiết với năng lượng nhiệt của vật. Vì chúng cùng liên quan đến sự chuyển đổi và truyền năng lượng giữa các phân tử của vật.

Luyện tập 2: Khi vật lạnh đi, nội năng của vật thay đổi như thế nào?

Đáp án chuẩn:

Khi vật lạnh đi, nội năng của vật giảm vì khi đó các phân tử tạo nên vật chuyển động chậm hơn.

III. ĐO NĂNG LƯỢNG NHIỆT

Câu hỏi 4: Ở thí nghiệm nhóm em tiến hành, khi nhiệt độ nước tăng thêm 20°C so với nhiệt độ ban đầu thì nhiệt lượng mà nước trong bình nhận được là bao nhiêu jun?

Đáp án chuẩn:

Sau đó, ta có thể tính Q bằng cách sử dụng giá trị năng lượng riêng của nước (4,184 J/g.°C):

Q = mcΔt = m x 4,184 x 20

Vận dụng: Giả sử có hai cốc giống nhau, chứa cùng một lượng nước như nhau. Đặt một lượng thuốc tím bằng nhau vào một vị trí ở đáy mỗi cốc nước. Nếu nhiệt độ hai cốc nước khác nhau thì thuốc tím ở cốc nước nào lan ra nhanh hơn? Vì sao?

Đáp án chuẩn:

Nếu nhiệt độ hai cốc nước khác nhau thì thuốc tím ở cốc nước có nhiệt độ cao hơn sẽ lan ra nhanh hơn do động năng phân tử của nước ở nhiệt độ cao cao hơn so với nước ở nhiệt độ thấp nên việc các phân tử nước ở nhiệt độ cao di chuyển nhanh hơn vậy thuốc tím ở cốc nước có nhiệt độ cao hơn sẽ bị lan ra nhanh hơn.