A. LÝ THUYẾT

1. Thí nghiệm về sự đối lưu trong chất lỏng

Bôi một ít màu thực phẩm dưới đáy cốc thủy tinh, nghiêng cốc để rót nước một cách nhẹ nhàng vào thành trong của cốc sao cho màu ở đáy cốc không tan và đến khoảng nửa cốc thì dừng lại. Đặt cốc lên giá đỡ và đốt đèn cồn để đung nóng nước như hình 23.1.

Quan sát hiện tượng thấy trong quá trình đun, lớp nước ở chỗ ngọn lửa tiếp xúc trực tiếp với đáy cốc có dòng màu thực phẩm chuyển động thẳng đi lên phía trên mặt nước. Đến mặt nước, nó phân ra nhiều phía và tại nơi gần thành cốc (phía trên mặt nước) có các dòng màu xoáy chuyển động đi xuống dưới đáy cốc.

Thảo luận với bạn để vẽ mô tả lại đường đi của dòng nước màu trong cốc.

Hướng dẫn:

Dòng nước màu trong cốc di chuyển từ dưới lên trên và sau đó từ trên xuống dưới.

2. Thí nghiệm về sự đối lưu trong chất khí

Dùng một cái hộp có nắp, khoét hai lỗ tròn nhỏ A, B trên nắp hộp. Đặt cây nến bên dưới lỗ tròn A và que hương lên miệng lỗ tròn B như hình 23.2.

Đốt que hương và đốt nến thì thấy ở lỗ tròn B dòng khói hương đi vào bên trong hộp giấy và hướng về phía cây nến. Ở lỗ tròn A có dòng khói hướng đi lên thành cột cao, sau đó tản dần ra các hướng.

Thảo luận với bạn để vẽ mô tả lại đường đi của dòng khói hương trong thí nghiệm trên.

Thảo luận với bạn để lựa chọn các cụm từ : lên phía trên, xuống phía dưới điền vào chỗ trống cho việc giải thích hai hiện tượng trên.

Khi nung nóng khối nước và khối khí từ phía dưới thì lớp nước và lớp không khí tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt sẽ nhận nhiệt trước và nóng lên, làm cho nó nhẹ hơn các lớp nước và lớp không khí ở phía trên. Lớp nước, lớp không khí nóng nhẹ hơn này sẽ chuyển động ........................................... các lớp nước, lớp không khí lạnh nặng hơn sẽ chuyển động .................................. Sự chuyển động này hình thành các dòng chảy tạo nên sự truyền nhiệt trong khối nước và trong khối khí, gọi là hiện tượng đối lưu.

Vậy, đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng hoặc chất khí, xảy ra trong lòng chất lỏng và chất khí. Dòng có nhiệt độ cao sẽ đi lên phía trên và dòng có nhiệt độ thấp sẽ đi xuống phía dưới. Đối lưu là hình thức truyền nhiệt chủ yếu trong chất lỏng và chất khí.

Hướng dẫn:

- Dòng khói trong thí nghiệm đi vào lỗ B và di chuyển sang lỗ A sau đó đi ra từ lỗ A và tản dần ra các hướng khi ra bên ngoài.

- Khi nung nóng khối nước và khối khí từ phía dưới thì lớp nước và lớp không khí tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt sẽ nhận nhiệt trước và nóng lên, làm cho nó nhẹ hơn các lớp nước và lớp không khí ở phía trên. Lớp nước, lớp không khí nóng nhẹ hơn này sẽ chuyển động lên phía trên các lớp nước, lớp không khí lạnh nặng hơn sẽ chuyển động xuống phía dưới. Sự chuyển động này hình thành các dòng chảy tạo nên sự truyền nhiệt trong khối nước và trong khối khí, gọi là hiện tượng đối lưu.

Vậy, đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng hoặc chất khí, xảy ra trong lòng chất lỏng và chất khí. Dòng có nhiệt độ cao sẽ đi lên phía trên và dòng có nhiệt độ thấp sẽ đi xuống phía dưới. Đối lưu là hình thức truyền nhiệt chủ yếu trong chất lỏng và chất khí.

3. Thí nghiệm về bức xạ nhiệt

Dùng tấm nhôm mỏng kích thước 10cm x 10cm hơ qua khói đen của ngọn lửa đèn dầu sao cho lá nhôm đứng thẳng. Cắt lấy phần đáy của lon bia rồi cho bông vào làm đèn cồn đặt cách mặt đen của tấm nhôm 18cm. Sử dụng tấm gỗ có kích thước 50cm x 50cm x 7cm chắn giữa tấm nhôm và đèn cồn. Đổ cồn vào bông sao cho bông ẩm và bố trí đồng hồ đo nhiệt độ ở mặt sau tấm nhôm như hình bên.

Tiến hành thí nghiệm theo các trường hợp và đo nhiệt độ của tấm nhôm người ta thu được kết quả như bảng sau:

Lựa chọn từ / cụm từ : nhiệt độ của phòng, nhiệt năng thích hợp điền vào chỗ trống trong đoạn mô tả quá trình thí nghiệm sau:

Khi chưa đốt đèn cồn, nhiệt độ của tấm giấy nhôm dù có tấm gỗ hay không có tấm gỗ là như nhau và bằng ......................... Khi đốt đèn cồn, nếu có tấm gỗ chắn thì nhiệt độ của tấm nhôm cũng gần bằng ........................, chứng tỏ tấm giấy nhôm không thu .................., còn bỏ tấm gỗ ra thì nhiệt độ của tấm giấy nhôm tăng lên, chứng tỏ tấm giấy nhôm đã thu .......................... Điều này chúng tỏ, đã có sự truyền thẳng của nhiệt từ đèn cồn đến tấm giấy nhôm nên khi có tấm gỗ chắn thì đã cản trở sự truyền thẳng của nhiệt làm cho nhiệt độ của tấm giấy nhôm không thay đổi. Hiện tượng này gọi là sự bức xạ nhiệt và đươgnf đi thẳng của nhiệt được gọi là tia nhiệt. Bức xạ nhiệt xảy ra ngay cả trong chân không.

Hướng dẫn:

Khi chưa đốt đèn cồn, nhiệt độ của tấm giấy nhôm dù có tấm gỗ hay không có tấm gỗ là như nhau và bằng nhiệt độ của phòng Khi đốt đèn cồn, nếu có tấm gỗ chắn thì nhiệt độ của tấm nhôm cũng gần bằng nhiệt độ của phòng, chứng tỏ tấm giấy nhôm không thu nhiệt năng, còn bỏ tấm gỗ ra thì nhiệt độ của tấm giấy nhôm tăng lên, chứng tỏ tấm giấy nhôm đã thu nhiệt năng. Điều này chúng tỏ, đã có sự truyền thẳng của nhiệt từ đèn cồn đến tấm giấy nhôm nên khi có tấm gỗ chắn thì đã cản trở sự truyền thẳng của nhiệt làm cho nhiệt độ của tấm giấy nhôm không thay đổi. Hiện tượng này gọi là sự bức xạ nhiệt và đươgnf đi thẳng của nhiệt được gọi là tia nhiệt. Bức xạ nhiệt xảy ra ngay cả trong chân không.

4. Thí nghiệm về tính hấp thụ nhiệt của vật liệu

Dùng hai tấm nhôm mỏng kích thước như nhau là 10cm x 10cm. Tấm nhôm 1 hơ qua khói đen của ngọn lửa đèn dầu sao cho một mặt của nó bị muội đen rồi dựng cho tấm nhôm đứng thẳng. Cắt lấy phần đáy của lon bia rồi cho bông vào làm đèn cồn đặt cách mặt đen của tấm nhôm 1 là 18cm. Tấm nhôm 2 đặt đối xứng với tấm nhôm 1 qua ngọn lửa đèn cồn. Đốt đèn cồn và dùng đồng hồ đo nhiệt độ mặt sau các tấm nhôm người ta thu được kết quả ở bảng sau:

Thảo luận với các bạn về tính chất hấp thụ nhiệt của vật liệu liên quan đến tính chất bề mặt và bản chất của vật liệu:

Hướng dẫn:

Khả năng hấp thụ nhiệt của vật liệu tùy thuộc vào tính chất bề mặt và bản chất của vật liệu.