Giáo án môn Vật lí Lớp 8 - Bài 23: Đối lưu - Bức xạ nhiệt (bản đẹp)

 Bài 23: Đối lưu- Bức xạ nhiệt 
I - Mục tiêu
1/ Kiến thức
Nhận biết được dòng đối lưu trong chất lỏng và chất khí.
Nêu được sự đối lưu xảy ra trong môi trường nào.
 Tìm được ví dụ về bức xạ nhiệt.
Nêu được tên hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất rắn, lỏng, khí và chân không.
2/ Kĩ năng
- Tư duy, phân tích, tổng hợp kết quả thí nghiệm để tìm ra kiến thức mới 
Vận dụng các kiến thức đã học giải thích một số hiện tượng xảy ra trong đời sống.
3/ Thái độ
Tập trung, nghiêm túc, trung thực khi làm và báo cáo thí nghiệm.
Phát triển niềm say mê nghiên cứu khoa học nói chung và hứng thú học tập môn vật lí nói riêng.
II - Chuẩn bị
Dụng cụ:
 + TN1: Đèn cồn, nhiệt kế, cốc thủy tinh, giá đỡ, thuốc tím.
 + TN2: bình thủy tinh ngăn làm đôi bởi 1 miếng bìa, trên nắp bình có 2 lỗ thủng, nến, hương.
 + TN3: bình cầu trong suốt và bình cầu có phủ muội đen, nút bình cầu có cắm ống thủy tinh,đèn cồn, miếng gỗ, cốc nước màu.
III - Tiến trình bài học
1/ Ổn định tổ chức lớp (1’)
 2/ Kiểm tra bài cũ:
 1. Nhiệt năng có thể truyền như thế nào ?
 2. Hãy nêu tính dẫn nhiệt của các chất ?
3/ Tổ chức hoạt động dạy và học 
-Trong thí nghiệm kiểm tra tính dẫn nhiệt của chất lỏng ta gắn miếng sáp ở đáy ống nghiệm và đun nóng ở miệng ống thì khi nước sôi miếng sáp có bị chảy ra không?
- Miếng sáp không bị chảy ra
- Nếu ta để miếng sáp ở đáy ống nghiệm và đun nóng ở miệng ống nghiệm thì chỉ sau một thời gian ngắn miếng sáp sẽ bị chảy ra. Vậy trong trường hợp này nước đã truyền nhiệt bằng cách nào?
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung
HOẠT ĐỘNG 1: TÌM HIỂU HIỆN TƯỢNG ĐỐI LƯU (15’)
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
- Hãy nêu mục đích thí nghiệm?
- mục đích: để xét xem nước đã truyền nhiệt bằng cách nào
2. Trả lời câu hỏi
- Nêu dụng cụ, cách tiến hành thí nghiệm.
- Dụng cụ: Nhiệt kế, đèn cồn, cốc thủy tinh, giá đỡ, thuốc tím.
- Tiến hành: 
+ Đặt một gói nhỏ thuốc tím vào đáy của một cốc thủy tinh đựng nước.
+Đun nóng cốc nước ở vị trí có đặt gói thuốc tím. 
C1: Nước màu tím di chuyển thành dòng từ dưới lên rồi từ trên xuống. 
- Hãy đọc số chỉ của nhiệt kế trước và sau khi đun và quan sát hiện tượng xảy ra?
C2: Lớp nước ở phía dưới nóng lên trước, nở ra nên trọng lượng riêng của nó nhỏ hơn trọng lượng riêng của lớp nước lạnh ở trên.
2. Trả lời câu hỏi
C3: Nhờ nhiệt kế. Số chỉ của nhiệt kế tăng lên. Chứng tỏ nước trong cốc nóng lên
- Khi ta đun nóng cốc nước thì lớp nước phía dưới đáy cốc có nóng lên không, nếu có thì nhiệt năng của ngọn lửa đã được truyền cho nước bằng cách nào?
- Lớp nước bên dưới có nóng lên. Nhiệt năng được truyền từ ngọn lửa đến lớp nước này bằng cách dẫn nhiệt
- Dựa vào hiện tượng khuếch tán, em hãy cho biết khi ta để gói thuốc tím vào đáy cốc nước thì sẽ có hiện tượng gì xảy ra?
C1: Nước màu tím di chuyển thành dòng hay chuyển động hỗn độn theo mọi phương?
- Thuốc tím sẽ dần dần hòa tan vào nước làm lớp nước có màu tím.
- Nước màu tím di chuyển thành dòng từ dưới lên rồi từ trên xuống. 
- Thuốc tím sẽ hòa tan trong lớp nước xung quanh gói thuốc tím trước nên dòng nước màu tím đi lên trong thí nghiệm chính là lớp nước ở đáy cốc. 
C2: Tại sao lớp nước ở dưới được đun nóng lại đi lên, còn lớp nước lạnh ở phía trên lại đi xuống dưới?
C2: Lớp nước ở phía dưới nóng lên trước, nở ra nên trọng lượng riêng của nó nhỏ hơn trọng lượng riêng của lớp nước lạnh ở trên
C3: Tại sao biết được nước trong cốc đã nóng lên
- Sự chuyển động lên xuống của các dòng nước tạo thành các dòng gọi là dòng đối lưu.
- Nhờ nhiệt kế. Số chỉ của nhiệt kế tăng lên. Chứng tỏ nước trong cốc nóng lên
- Ta đã biết nước dẫn nhiệt rất kém, vậy trong trường hợp này nhiệt được truyền cho các lớp nước trong cốc bằng cách nào?
- Bằng cách tạo thành các dòng đối lưu
- Sự dẫn nhiệt nhờ tạo thành các dòng như thí nghiệm trên gọi là sự đối lưu. Sự đối lưu cũng xảy ra trong chất khí với sự tạo thành các dòng chất khí. Vậy đối lưu là gì?
- Đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng hoặc chất khí.
- Vậy đối lưu là hình thức truyền nhiệt chủ yếu trong những môi trường nào?
- Để hiểu rõ sự tạo thành các dòng đối lưu trong chất khí ta xét câu C4 trong phần vận dụng và làm thí nghiệm sau:
- Đối lưu là hình thức truyền nhiệt chủ yếu trong chất lỏng và chất khí
- Hãy nêu mục đích, dụng cụ, tiến hành thí nghiệm
- Mục đích: kiểm tra xem đối lưu có xảy ra trong chất khí không?
+ Dụng cụ: Bình hình trụ được ngăn đôi bằng một tấm bìa, đáy trên của bình có khoét 2 lỗ, hương nén và nến
 + Tiến hành: Đưa đầu có than hồng của nén hương đến lỗ thứ nhất trên nắp bình. Đặt cây nến đang cháy vào bình qua lỗ còn lại. Quan sát hiện tượng?
- Khi ta đưa ngọn nến vào trong bình thì nhiệt độ của không khí xung quanh ngọn nến sẽ thay đổi như thế nào? Khi đó nó sẽ chuyển động như thế nào?
- Không khí xung quanh ngọn nến sẽ nóng lên và bay lên trên
- Dòng khói hương đi từ trên xuống vòng qua khe hở giữa miếng bìa ngăn và đáy cốc rồi đi lên phía ngọn nến
- Vì thể tích của bình nhỏ nên toàn bộ lượng khí trong nửa bình đều bị đốt nóng và bay lên để lại một khoang trống dưới đáy bình. Khi đó lớp không khí ở nửa phía bên kia bình sẽ chuyển động như thế nào?
- Lớp không khí ở nửa bình không có ngọn nến bay sang nửa có ngọn nến
- Lớp không khí này lại bị đốt nóng và bay lên. Cứ như vậy các lớp không khí kéo theo khói hương chuyển động thành dòng từ nửa bình không có ngọn nến sang nửa bình có ngọn nến rồi đi lên phía trên. 
- Khói hương ở đây giúp ta quan sát dòng chất khí rõ hơn. 
- Từ những phân tích trên em hãy giải thích hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm?
- Do lớp không khí bên nửa bình có nến nóng lên, nở ra và chuyển động đi lên để lại một khoảng trông dưới đáy bình, khi đó lớp không khí ở nửa bình bên kia bay sang chiếm chỗ khoảng trống đó tạo thành dòng khí từ trên xuống. Lớp khí này lại bị đốt nóng và bay lên trên cứ như vậy tạo thành dòng khí chuyển động liên tục.
C5: Hãy giải thích tại sao muốn đun nóng chất lỏng và chất khí phải đun từ phía dưới?
- Để phần ở dưới nóng lên trước đi lên (vì trọng lượng riêng giảm), phần ở trên chưa được đun nóng đi xuống tạo thành dòng đối lưu.
C5: Để phần ở dưới nóng lên trước đi lên (vì trọng lượng riêng giảm), phần ở trên chưa được đun nóng đi xuống tạo thành dòng đối lưu.
C6: Trong chất rắn và trong chân không có xảy ra sự đối lưu không? Vì sao?
- Trong chất rắn và trong chân không không xảy ra sự đối lưu vì không thể tạo thành các dòng đối lưu.
C6: Trong chất rắn và trong chân không không xảy ra sự đối lưu vì không thể tạo thành các dòng đối lưu.
- Như vậy ta đã nghiên cứu thêm 1 hình thức truyền nhiệt nữa là đối lưu. 
Đối lưu là hình thức truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng hoặc chất khí. Đó là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất lỏng và chất khí
HOẠT ĐỘNG 2: TÌM HIỂU VỀ BỨC XẠ NHIỆT (15’)
Ta đã biết mặt trời là một quả cầu lửa khổng lồ, nhiệt năng mặt trời truyền tới trái đất làm ấm trái đất giúp duy trì sự sống của con người, nhưng ta cũng biết không gian giữa trái đất và mặt trời ngoài lớp khí quyển thì đều là chân không. 
- Vậy nhiệt đã truyền từ mặt trời đến trái đất bằng cách nào?
II. Bức xạ nhiệt
II. Bức xạ nhiệt
1. Thí nghiệm
1. Thí nghiệm
- Mục đích:
-Dụng cụ: bình cầu có phủ muội đen, bình cầu trong suốt, 2 nút bình cầu có cắm ống thủy tinh, đèn cồn, miếng bìa
- Tiến hành:
+ Lấy vào mỗi ống thủy tinh cắm trên 2 nút bình cầu một giọt nước màu, nút vào 2 bình cầu sao cho 2 giọt nước màu có vị trí như nhau so với nút
+ Đặt 2 bình cầu lại gần ngọn lửa đèn cồn sao cho khoảng cách từ 2 bình tới đèn là bằng nhau
+ Quan sát hiện tượng xảy ra với giọt nước màu
+ Đặt tấm gỗ chắn giữa đèn cồn và bình cầu. Quan sát hiện tượng xảy ra với giọt nước màu.
- Hiện tượng: , giọt nước màu ở bình phủ muội đen dịch chuyển trước và nhanh hơn giọt nước màu ở bình trong suốt. 
- Cả 2 giọt nước màu đều dịch chuyển từ A đến B
- Khi đặt tấm gỗ vào thì giọt nước màu dịch chuyển từ B về A.
2. Trả lời câu hỏi
2. Trả lời câu hỏi
C7: Giọt nước màu chuyển động về đầu B chứng tỏ điều gì?
- Chứng tỏ không khí trong bình nóng lên và nở ra
C7: Chứng tỏ không khí trong bình nóng lên và nở ra.
C8: Giọt nước trong bình dịch chuyển từ B về A chứng tỏ điều gì? Miếng gỗ có tác dụng gì?
- Không khí trong bình nguội đi và co lại. Miếng gỗ đã ngăn không cho nhiệt truyền tới bình cầu
C8: Không khí trong bình nguội đi và co lại. Miếng gỗ đã ngăn không cho nhiệt truyền tới bình cầu.
- Khi để bình cầu lại gần ngọn lửa đèn cồn thấy không khí trong bình nóng lên chứng tỏ nhiệt đã truyền từ ngọn lửa đèn cồn đã truyền tới bình. Khi đặt tấm gỗ giữa bình cầu và đèn cồn thì không khí trong bình lại nguội đi chứng tỏ nhiệt đã truyền từ ngọn lửa đến bình theo đường thẳng hay đường cong?
- Nhiệt được truyền theo đường thẳng
C9: Không phải dẫn nhiệt vì không khí dẫn nhiệt kém, không phải đối lưu vì nhiệt được truyền theo đường thẳng
C9: Sự truyền nhiệt từ nguồn nhiệt tới bình có phải là dẫn nhiệt và đối lưu không? Tại sao?
- Không phải dẫn nhiệt vì không khí dẫn nhiệt kém, không phải đối lưu vì nhiệt được truyền theo đường thẳng
- Trong thí nghiệm này nhiệt được truyền đi bằng các tia nhiệt thẳng. Hình thức truyền nhiệt này được gọi là bức xạ nhiệt. Vậy bức xạ nhiệt là gì?
- Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các tia nhiệt đi thẳng
- Bức xạ nhiệt có thể xảy ra cả trong chân không
- Trong thí nghiệm trên, hiện tượng giọt nước màu ở bình trong suốt dịch chuyển chậm hơn ở bình phủ muội đen chứng tỏ điều gì?
- Chứng tỏ không khí trong bình trong suốt nóng lên sau bình có phủ muội đen 
- Hai bình cầu dùng trong thí nghiệm khác nhau ở điểm nào?
- Bề mặt một bình được phủ muội đen còn bình kia thì không.
- Trong hiện tượng bức xạ nhiệt nếu vật càng hấp thụ được nhiều tia nhiệt thì vật càng nóng lên nhanh hơn. Từ những nhận xét trên em hãy cho biết khả năng hấp thụ các tia nhiệt của vật phụ thuộc vào yếu tố nào và phụ thuộc như thế nào?
- Khả năng hấp thụ các tia nhiệt của vật phụ thuộc vào tính chất bề mặt của vật. Vật có bề mặt màu càng sẫm thì hấp thụ các tia nhiệt càng nhiều.
- Ngoài ra những vật có bề mặt xù xì cũng hấp thụ tốt các tia nhiệt
Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các tia nhiệt đi thẳng. Bức xạ nhiệt có thể xảy ra cả ở trong chân không.
HOẠT ĐỘNG 3: VẬN DỤNG – CỦNG CỐ (10’)
- Việc nghiên cứu các hình thức truyền nhiệt có rất nhiều ứng dụng trong thực tế. Em hãy đọc phần có thể em chưa biêt để biết một số ứng dụng trong thực tế. 
III. Vận dụng
- Vận dụng các kiến thức về bức xạ nhiệt các em hãy làm một số bài tập trong phần vận dụng
C11: - Để giảm sự hấp thụ các tia nhiệt
C12: 
- Chất rắn: dẫn nhiệt
- Chất lỏng: đối lưu
- Chất khí: đối lưu
- Chân không: bức xạ nhiệt
- Tại sao về mùa hè ta thường mặc áo trắng mà không mặc áo màu đen?
- Để giảm sự hấp thụ các tia nhiệt
- Em hãy hoàn thành câu C12
- Em hãy điền từ thích hợp vào chỗ trông trong những câu sau sao cho đúng ý nghĩa vật lý:
a/ ........có thể truyền từ vật này sang vật khác bằng hình thức dẫn nhiệt
b/ Sự.......bằng các dòng chất lỏng hay chất khí gọi là sự đối lưu
c/ Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng......
d/ .......có thể xảy ra cả ở trong chân không
 a/ Nhiệt năng
 b/ truyền nhiệt
 c/ các tia nhiêt
 d/ bức xạ nhiệt
	Bài tập về nhà: 23.1ð23.7 (SBT)
VI. Nhận xét đánh giá của giáo viên.