Bài 24: Năng lượng nhiệt | Khoa Học Tự nhiên 8 | Chủ đề 6: Nhiệt_Phần 2: Năng lượng và sự biến đổi - Lớp 8 - Cánh Diều

I. KHÁI NIỆM VỀ NĂNG LƯỢNG NHIỆT

Ở lớp 6, ta đã biết năng lượng nhiệt là năng lượng gắn với chuyển động của các phân tử tạo nên vật.

Do các phân tử tạo nên vật chuyển động không ngừng nên chúng có động năng. Tổng động năng của các phân tử tạo nên vật được gọi là năng lượng nhiệt của vật.

Năng lượng nhiệt luôn truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp. Trong quá trình truyền năng lượng nhiệt, phần năng lượng nhiệt mà vật nhận thêm hay mất đi được gọi là nhiệt lượng. Đơn vị của nhiệt lượng là jun, kí hiệu là J.

Ở tình huống mở đầu, thìa nóng lên là do đã nhận được nhiệt lượng từ nước nóng truyền đến.

Sự truyền năng lượng nhiệt có thể được gọi tắt là sự truyền nhiệt.

II. NỘI NĂNG CỦA VẬT

Do các phân tử có tương tác với nhau và giữa chúng có khoảng cách nên chúng có thế năng.

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

Một vật có nhiệt độ càng cao thì có năng lượng nhiệt càng lớn, tức là các phân tử tạo nên vật chuyển động càng nhanh. Vì thế, nội năng của vật càng lớn.

Hình 24.1. Thìa được đặt trong cốc nước nóng

1. Năng lượng nhiệt của một vật là gì?

2. Nội năng của một vật là gì?

So với cốc nước lạnh, ở cốc nước nóng, các phân tử nước chuyển động nhanh hơn, tổng động năng của chúng lớn hơn. Do đó nội năng của cốc nước nóng lớn hơn.

2. Khi vật lạnh đi, nội năng của vật thay đổi như thế nào?

Em có biết

Nội năng của vật còn phụ thuộc vào khối lượng của vật. Cùng được làm từ một chất, vật có khối lượng lớn chứa nhiều phân tử hơn vật có khối lượng nhỏ, do đó ở cùng nhiệt độ, vật có khối lượng lớn hơn thì có nội năng lớn hơn.

Chuẩn bị

(1) Một bình chứa nước kín có vỏ cách nhiệt

(2) Một dây cấp nhiệt được nhúng trong bình nước

(3) Một nhiệt kế được cắm vào trong bình

(4) Một que khuấy nước

(5) Một nguồn điện

(6) Một oát kế được dùng để đo năng lượng cấp cho bình chứa nước (đơn vị đo là oát giờ, kí hiệu Wh, với 1 Wh=3 600 J)

(7) Các dây dẫn điện.

Hình 24.2. Đo năng lượng nhiệt bằng oát kế

Tiến hành

• Lắp đặt thí nghiệm như hình 24.2.

• Đổ nước vào bình sao cho nước chiếm khoảng

• Nối oát kế với dây cấp nhiệt và nguồn điện. Xoay núm điều chỉnh hiệu điện thế đến số 9. Nhấn nút công tắc ON để cấp điện cho dây cấp nhiệt.

• Dùng que khuấy đều nước, đồng thời quan sát sự thay đổi của số chỉ nhiệt lượng (trên oát kế) mà nước trong bình nhận được từ dây cấp nhiệt.

• Khi nhiệt độ tăng khoảng 10 °C so với nhiệt độ ban đầu, đọc số chỉ của oát kế.

• Rút ra nhiệt lượng mà nước nhận được để tăng 10 °C so với nhiệt độ ban đầu (coi nhiệt lượng toả ra môi trường là không đáng kể).

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

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?