Lớp 8 · KHTN
Bài 28
Sự Truyền Nhiệt
Dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ nhiệt và hiệu ứng nhà kính
1
Dẫn nhiệt
▼
DẪN NHIỆT
Là quá trình truyền năng lượng nhiệt trực tiếp giữa các phân tử, nguyên tử nhờ va chạm: từ phân tử có động năng lớn hơn sang phân tử có động năng nhỏ hơn.
Bản chất quá trình dẫn nhiệt: Khi một đầu thanh kim loại bị đốt nóng, các nguyên tử ở đầu đó dao động mạnh hơn (động năng tăng). Qua va chạm, chúng truyền một phần động năng cho các nguyên tử lân cận đang dao động yếu hơn. Cứ thế, năng lượng nhiệt dần lan truyền từ đầu nóng sang đầu lạnh.
Thanh kim loại bị đốt nóng ở đầu A
→
→
→
→
Đầu A (nóng)
Đầu B (lạnh)
Nhiệt năng truyền dần từ đầu nóng sang đầu lạnh
▸ Vật dẫn nhiệt tốt và vật cách nhiệt tốt
- Vật dẫn nhiệt tốt: cho phép nhiệt truyền qua dễ dàng. Ví dụ: đồng, nhôm, thép — các kim loại nói chung.
- Vật cách nhiệt tốt: cản trở tốt sự truyền nhiệt. Ví dụ: gỗ, len, nhựa, không khí.
Bảng so sánh khả năng dẫn nhiệt (lấy không khí làm đơn vị $= 1$):
| Chất | Khả năng | Chất | Khả năng |
|---|---|---|---|
| Len | 2 | Đất | 65 |
| Gỗ | 7 | Thép | 2 860 |
| Nước | 25 | Nhôm | 8 770 |
| Thuỷ tinh | 44 | Đồng | 17 370 |
Nhận xét quan trọng:
• Trong các kim loại: đồng > nhôm > thép (đồng dẫn nhiệt tốt nhất).
• Chất rắn (kim loại) dẫn nhiệt tốt hơn chất lỏng, chất lỏng dẫn nhiệt tốt hơn chất khí.
• Không khí, len, gỗ dẫn nhiệt rất kém → là những vật cách nhiệt tốt.
• Trong các kim loại: đồng > nhôm > thép (đồng dẫn nhiệt tốt nhất).
• Chất rắn (kim loại) dẫn nhiệt tốt hơn chất lỏng, chất lỏng dẫn nhiệt tốt hơn chất khí.
• Không khí, len, gỗ dẫn nhiệt rất kém → là những vật cách nhiệt tốt.
VÍ DỤ
Cán chảo làm bằng gỗ hoặc nhựa — vì gỗ và nhựa dẫn nhiệt kém, ngăn không cho nhiệt từ thân chảo (kim loại) truyền đến tay người cầm, tránh bị bỏng.
Áo len mặc mùa đông — len và lớp không khí giữa các sợi len dẫn nhiệt rất kém, giữ nhiệt cho cơ thể.
Áo len mặc mùa đông — len và lớp không khí giữa các sợi len dẫn nhiệt rất kém, giữ nhiệt cho cơ thể.
2
Đối lưu
▼
ĐỐI LƯU
Là hình thức truyền nhiệt nhờ các dòng chất lưu (chất lỏng hoặc chất khí) di chuyển: phần được đun nóng nhẹ hơn → đi lên; phần lạnh hơn nặng hơn → đi xuống thế chỗ.
Cách hình thành dòng đối lưu trong một nồi nước đun:
- Nước ở đáy nồi nhận nhiệt từ bếp → nóng lên, nở ra, trở nên nhẹ hơn.
- Lớp nước nóng nhẹ này đi lên trên.
- Lớp nước lạnh ở phía trên nặng hơn, đi xuống thế chỗ.
- Cứ thế tạo thành dòng đối lưu tuần hoàn → toàn bộ nước được đun nóng đều.
Nóng ↑
Lạnh ↓
Dòng đối lưu trong nồi nước được đun từ đáy
⚠️Đặc điểm quan trọng:
• Đối lưu chỉ xảy ra trong chất lỏng và chất khí (chất lưu).
• KHÔNG xảy ra trong chất rắn vì các phân tử chất rắn liên kết chặt chẽ, không thể di chuyển thành dòng.
• KHÔNG xảy ra trong chân không (vì không có chất lưu).
• Đối lưu chỉ xảy ra trong chất lỏng và chất khí (chất lưu).
• KHÔNG xảy ra trong chất rắn vì các phân tử chất rắn liên kết chặt chẽ, không thể di chuyển thành dòng.
• KHÔNG xảy ra trong chân không (vì không có chất lưu).
VÍ DỤ
Đun nước từ đáy nồi — hình thành dòng đối lưu, toàn bộ nước nóng đều.
Đèn kéo quân — quay nhờ dòng khí nóng từ ngọn nến bốc lên.
Máy điều hoà — đặt cao thổi khí lạnh xuống, khí lạnh nặng đi xuống đẩy khí nóng lên.
Bộ tản nhiệt ô tô — tận dụng đối lưu của không khí.
Đèn kéo quân — quay nhờ dòng khí nóng từ ngọn nến bốc lên.
Máy điều hoà — đặt cao thổi khí lạnh xuống, khí lạnh nặng đi xuống đẩy khí nóng lên.
Bộ tản nhiệt ô tô — tận dụng đối lưu của không khí.
Lưu ý: Chất lỏng và chất khí dẫn nhiệt kém nhưng truyền nhiệt tốt nhờ đối lưu. Vì vậy khi đun nước, ta cần đun từ đáy nồi để tận dụng đối lưu — không nên đun ở miệng nồi vì sẽ rất chậm.
3
Bức xạ nhiệt
▼
BỨC XẠ NHIỆT
Là hình thức truyền năng lượng nhiệt thông qua các tia nhiệt. Đây là cách duy nhất mà nhiệt có thể truyền qua chân không.
☀️
Tia nhiệt từ Mặt Trời truyền thẳng xuống Trái Đất qua chân không
▸ Tính chất của tia nhiệt:
- Mang năng lượng.
- Truyền theo đường thẳng.
- Có thể phản xạ.
- Không truyền qua được các vật chắn sáng.
- Truyền được trong chân không.
▸ Khả năng hấp thụ và phản xạ tia nhiệt:
Hấp thụ mạnh
→ → →
Bề mặt xù xì
+ sẫm màu
+ sẫm màu
Phản xạ mạnh
↗ ↑ ↖
Bề mặt nhẵn
+ sáng màu
+ sáng màu
VÍ DỤ
Mùa hè mặc áo trắng — bề mặt sáng màu phản xạ tia nhiệt từ Mặt Trời → cơ thể ít hấp thụ nhiệt → mát hơn.
Bể chứa xăng dầu sơn màu trắng bạc — phản xạ tia nhiệt Mặt Trời → bể không bị nóng lên, tránh nguy cơ cháy nổ.
Cảm thấy nóng khi đứng gần bếp lửa — tia nhiệt từ bếp truyền thẳng đến cơ thể.
Bể chứa xăng dầu sơn màu trắng bạc — phản xạ tia nhiệt Mặt Trời → bể không bị nóng lên, tránh nguy cơ cháy nổ.
Cảm thấy nóng khi đứng gần bếp lửa — tia nhiệt từ bếp truyền thẳng đến cơ thể.
Cơ thể người và sự toả nhiệt: Cơ thể người luôn toả nhiệt ra môi trường nhưng vẫn duy trì nhiệt độ khoảng $37°C$. Trong đó, khoảng 60% nhiệt toả ra dưới dạng bức xạ, 15% do đối lưu, chỉ 5% do dẫn nhiệt, phần còn lại do các nguyên nhân khác.
4
So sánh ba hình thức truyền nhiệt
▼
Bảng tổng hợp 3 hình thức truyền nhiệt để học sinh dễ so sánh:
| Hình thức | Chất rắn | Chất lỏng | Chất khí | Chân không |
|---|---|---|---|---|
| Dẫn nhiệt | ✓ tốt | ✓ kém | ✓ rất kém | ✗ |
| Đối lưu | ✗ | ✓ | ✓ | ✗ |
| Bức xạ nhiệt | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
Ghi nhớ nhanh:
• Dẫn nhiệt: chủ yếu trong chất rắn (đặc biệt là kim loại). Cần môi trường vật chất.
• Đối lưu: chỉ xảy ra trong chất lưu (lỏng + khí). Không xảy ra trong chất rắn và chân không.
• Bức xạ nhiệt: xảy ra trong mọi môi trường, kể cả chân không — đây là cách duy nhất Mặt Trời truyền nhiệt đến Trái Đất.
• Dẫn nhiệt: chủ yếu trong chất rắn (đặc biệt là kim loại). Cần môi trường vật chất.
• Đối lưu: chỉ xảy ra trong chất lưu (lỏng + khí). Không xảy ra trong chất rắn và chân không.
• Bức xạ nhiệt: xảy ra trong mọi môi trường, kể cả chân không — đây là cách duy nhất Mặt Trời truyền nhiệt đến Trái Đất.
💡Mẹo nhận diện hình thức truyền nhiệt:
• Nhiệt đi qua thanh kim loại → dẫn nhiệt.
• Nhiệt đi qua nước, không khí (có dòng chuyển động) → đối lưu.
• Nhiệt đi qua khoảng không không tiếp xúc, hoặc qua chân không → bức xạ.
• Nhiệt đi qua thanh kim loại → dẫn nhiệt.
• Nhiệt đi qua nước, không khí (có dòng chuyển động) → đối lưu.
• Nhiệt đi qua khoảng không không tiếp xúc, hoặc qua chân không → bức xạ.
5
Hiệu ứng nhà kính
▼
▸ Hai loại bức xạ nhiệt khác nhau:
| Đặc điểm | Bức xạ Mặt Trời | Bức xạ Trái Đất |
|---|---|---|
| Nhiệt độ nguồn | ~ $6\,000°C$ | ~ $18°C$ |
| Cường độ | Bức xạ mạnh | Bức xạ yếu |
| Khả năng xuyên qua kính / khí quyển | Dễ dàng xuyên qua | Không xuyên qua được |
HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH
Bức xạ Mặt Trời (mạnh) dễ vào bên trong qua kính; bức xạ vật bên trong (yếu) khó thoát ra qua kính → năng lượng bị giữ lại → nhiệt độ tăng.
▸ Hiệu ứng nhà kính khí quyển:
Bầu khí quyển bao quanh Trái Đất đóng vai trò như lớp kính:
- Cho bức xạ Mặt Trời xuyên vào bề mặt Trái Đất.
- Bức xạ nhiệt yếu của Trái Đất không thoát ra được khí quyển.
- Năng lượng bị giữ lại → bề mặt Trái Đất và không khí bao quanh nóng lên.
- Khí $CO_2$ đóng vai trò quan trọng nhất trong việc gây hiệu ứng này.
Nguyên nhân làm tăng $CO_2$: sản xuất công nghiệp mở rộng, khai thác tài nguyên, phương tiện giao thông, diện tích rừng giảm.
Biện pháp giảm: trồng rừng và cây xanh, tiết kiệm năng lượng, sử dụng năng lượng sạch (mặt trời, gió), tối ưu phương tiện di chuyển, tuyên truyền bảo vệ môi trường.
Biện pháp giảm: trồng rừng và cây xanh, tiết kiệm năng lượng, sử dụng năng lượng sạch (mặt trời, gió), tối ưu phương tiện di chuyển, tuyên truyền bảo vệ môi trường.
VÍ DỤ
Nhà kính trồng rau — bức xạ Mặt Trời vào được nhưng nhiệt khó thoát ra → bên trong nhà kính ấm hơn bên ngoài, giúp cây trồng phát triển vào mùa lạnh.
Xe ô tô đậu dưới nắng — kính chắn cho ánh nắng vào, nhưng nhiệt bên trong khó thoát ra → trong xe rất nóng (đôi khi lên đến $60°C$).
Xe ô tô đậu dưới nắng — kính chắn cho ánh nắng vào, nhưng nhiệt bên trong khó thoát ra → trong xe rất nóng (đôi khi lên đến $60°C$).
6
Xem đầy đủ lý thuyết & các dạng bài tập
▼
📚 Sự truyền nhiệt
Lý thuyết trọng tâm, các phương pháp giải bài tập và sơ đồ tư duy đầy đủ — kèm các dạng bài về dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ nhiệt và hiệu ứng nhà kính có lời giải chi tiết.
Xem ngay →
1
—
Điểm: 0/22
🔥
Cùng luyện bài Sự truyền nhiệt!
22 câu: 17 trắc nghiệm · 3 đúng/sai · 2 tự luận
🏆
Tuyệt vời!
0/22
💡 Gợi ý
Cô Trần Thị Thanh Thảo
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS
Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu