Các ví dụ nhiệt năng chuyển hóa thành cơ năng năm 2024

- Cơ năng và nhiệt năng có thể truyền từ vật này sang vật khác, chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác.

Hiện tượng

Sự chuyển hóa năng lượng

Khi bỏ tay giữ con lắc, con lắc chuyển động nhanh dần từ A đến B, chậm dần từ B đến C, rồi lại chuyển động nhanh dần từ C đến B, chậm dần từ B đến A…

$\Longrightarrow$ Khi con lắc chuyển động từ A đến B, thế năng đã chuyển hóa dần thành động năng. Khi con lắc chuyển động từ B đến C, động năng đã chuyển hóa dần thành thế năng.

Dùng tay cọ xát miếng đồng lên mặt bàn, miếng đồng nóng lên.

$\Longrightarrow$ Cơ năng của tay đã chuyển hóa thành nhiệt năng của miếng kim loại.

Đun nóng ống nghiệm. Không khí và hơi nước trong ống nghiệm nóng lên, dãn nở, đẩy nút bật lên và lạnh đi.

$\Longrightarrow$ Nhiệt năng của không khí và hơi nước đã chuyển hóa thành cơ năng của nút.

III. SỰ BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG TRONG CÁC HIỆN TƯỢNG CƠ VÀ NHIỆT

Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng:

“Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi; nó chỉ truyền từ vật này sang vật khác, chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác”.

IV. VẬN DỤNG

$\bullet \,\,$ C4

Hãy tìm thêm ví dụ, ngoài những ví dụ đã có trong bài về sự truyền cơ năng, nhiệt năng từ vật này sang vật khác; sự chuyển hóa giữa các dạng của cơ năng cũng như giữa nhiệt năng và cơ năng.

Trả lời:

- Dùng búa đập nhiều lần vào thanh đồng làm thanh đồng nóng lên: Cơ năng chuyển hóa thành nhiệt năng.

- Ném một vật lên cao: Động năng chuyển hóa thành thế năng.

$\bullet \,\,$ C5

Tại sao trong hiện tượng hòn bi va vào thanh gỗ, cả hòn bi và thanh gỗ sau khi va chạm chỉ chuyển động được một đoạn ngắn rồi dừng lại. Cơ năng của chúng đã biến đi đâu?

Trả lời:

- Hòn bi và thanh gỗ sau khi va chạm chúng chỉ chuyển động được một đoạn ngắn rồi dừng lại là vì một phần cơ năng của chúng đã chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng hòn bi, thanh gỗ, máng trượt và không khí xung quanh.

$\bullet \,\,$ C6

Tại sao trong hiện tượng dao động của con lắc, con lắc chỉ dao động trong một thời gian ngắn rồi dừng lại ở vị trí cân bằng? Cơ năng của con lắc đã chuyển hóa thành dạng năng lượng nào?

Trả lời:

- Trong hiện tượng dao dộng của con lắc, con lắc chỉ dao động trong một thời gian ngắn rồi dừng lại ở vị trí cân bằng là vì một phần cơ năng của con lắc đã chuyển hóa thành nhiệt năng, làm nóng con lắc và không khí xung quanh.

Với giải câu hỏi 12 phần Ôn tập trang 102 sgk Vật lí lớp 8 được biên soạn lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập môn Vật lí 8. Mời các bạn đón xem:

Giải Vật Lí 8 Bài 29: Câu hỏi và bài tập tổng kết chương 2: Nhiệt học

Video giải Câu hỏi 12 phần Ôn tập trang 102 Vật lí 8

Câu hỏi 12 phần Ôn tập trang 102 Vật lí lớp 8: Tìm một ví dụ cho mỗi hiện tượng sau đây:

- Truyền cơ năng từ vật này sang vật khác.

- Truyền nhiệt năng từ vật này sang vật khác.

- Cơ năng chuyển hóa thành nhiệt năng.

- Nhiệt năng chuyển hóa thành cơ năng: Cho than vào lò đốt, than cháy tạo ra 1 lượng nhiệt lớn làm tăng áp suất của cơ đẩy bánh tàu hỏa => làm cơ đẩy tàu chuyển động và làm cho bánh tàu quay.

Nhiệt năng là gì? Môi trường xung quanh chúng ta tồn tại nhiều loại năng lượng khác nhau và nhiệt năng là một trong số ấy. Vậy nhiệt năng của vật là gì, ứng dụng năng lượng này theo phương pháp nào? Cùng bài viết dưới đây đi khám phá rõ hơn nhé.

Mục lục

1. Nhiệt năng là gì?

Trong môn vật lý nhiệt năng là một đại lượng mà chúng ta đã tiếp xúc ngay từ khi còn đi học. Về mặt lý thuyết nhiệt năng, đây là loại năng lượng được tổng hợp từ tất cả động năng được tạo ra qua một vật chất thông qua chuyển động từ các hạt cấu tạo nên nó. Từ đây chúng ta có thể biết được rằng, nhiệt năng sẽ phụ thuộc và động năng.

Khái niệm về nhiệt độ và nhiệt năng có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Cụ thể, chuyển động của các hạt phân tử cấu trúc nên vật chất đó nhanh hơn khi nhiệt độ của một vật tăng cao, từ đó mức nhiệt năng cũng lớn hơn.

Vậy nhiệt năng của một vật là gì? Nhiệt năng của một vật là tổng động năng của toàn bộ những phân tử góp phần cấu tạo thành vật. Khi nhiệt năng của vật tăng khi các phân tử cấu tạo nên vật chuyển động nhanh trong điều kiện nhiệt độ càng cao.

Hình 1: Nhiệt năng là gì?

2. Đơn vị nhiệt năng

• Đơn vị đo nhiệt năng là gì? Jun (J) chính là đơn vị của nhiệt năng.
• Các phần làm nên các chất bên trong vật được gọi là phân tử và nguyên tử. Các phân tử và nguyên tử này sẽ chuyển động không ngừng và không đứng im. Khi gặp nhiệt độ càng cao, tốc độ chuyển động của chúng càng nhanh. Chính vì vậy, nhiệt năng của vật càng lớn khi nhiệt độ tăng. Theo đó, nhiệt năng của vật giảm khi nhiệt độ giảm. Hiểu một cách khách, nhiệt năng và nhiệt độ có mối quan hệ chặt chẽ với nhau.

3. Nhiệt năng và các đại lượng liên quan

3.1. Nhiệt lượng

Về định nghĩa nhiệt năng là gì nhiệt lượng là gì? Khi xuất hiện quá trình truyền nhiệt từ đối tượng này sang đối tượng khác và ngược lại, đây là một phần của 1 vật chất chuyển hóa. Nhiệt năng nhiệt lượng có ký hiệu là Q, khi xét hệ đo lường SI đơn vị tính cũng là Jun (J).

3.2. Tính nhiệt lượng dựa theo công thức nào?

Công thức tính nhiệt năng lớp 8 ở một vật lý, bạn thực hiện phép tính như sau:

Q = m.c.Δt

Trong đó:

Khối lượng của vật (kg) ký hiệu là m.

Nhiệt dung riêng của chất tạo thành vật có đơn vị (J/kg.K) ký hiệu là c

Độ tăng nhiệt độ của vật ((°C hoặc °K) ký hiệu là Δt

Nhiệt độ bàn đầu là t1 và nhiệt độ cuối cùng là t2.

3.3. Nhiệt dung riêng

Tổng nhiệt năng cần có để làm nhiệt độ của một vật tính trên mỗi đơn vị khối lượng tăng lên được gọi là nhiệt dung riêng. Một chất liệu có nhiệt dung riêng cũng là một đặc tính vật lý. Ví giá trị của nó tỉ lệ với kích thước của hệ thống được đưa vào thử nghiệm nên nó đồng thời là ví dụ về đặc tính. Nhiệt dung riêng được quy định đơn vị đo lường là J/kg.K ở hệ đo lường SI.

Hình 2: Nhiệt năng và các đại lượng

3.4. Ví dụ nhiệt năng

Khái niệm nhiệt năng là gì cho ví dụ bên dưới sẽ giúp bạn hiểu rõ chi tiết nhất về khái niệm nhiệt năng.

Xoa hai bàn tay liên tục vào nhau một cách nhanh chóng. Bạn sẽ cảm nhận được sự nóng rát ở hai bàn tay sau một lúc làm như vậy. Hiện tượng nhiệt năng được giải phóng và chuyển hóa cơ năng thành nhiệt năng. Bạn để ý thấy sự cọ xát của 2 bàn tay càng nhanh thì nhiệt độ ở tay cũng nhanh nóng hơn. Lúc này, nhiệt năng ở tay tăng cao. Bản chất các phân tử bên trong đã chuyển động nhanh hơn và nếu ta dừng lại thì bàn tay cũng không còn nóng lên và nhiệt năng chuyển hóa thành cơ năng trở lại.

4. Quá trình nhiệt năng chuyển hóa thành điện năng

Quá trình chuyển nhiệt năng thành điện năng có thể xảy ra bằng cách tạo ra dòng điện trong các vật liệu dẫn điện. Hoặc có thể dùng tấm bán dẫn Peltier, một ứng dụng công nghệ để thực hiện chuyển hóa.

Một phương pháp biến nhiệt năng thành điện năng phổ biến là người ta sử dụng hiệu ứng Seebeck. Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu của một vật liệu dẫn điện sẽ xảy ra hiệu ứng này. Lúc này, điện thế xảy ra một sự chênh lệch và dòng điện được tạo ra.

Hình 3: Quá trình nhiệt năng chuyển hóa thành điện năng

Trong trường hợp này, quá trình chuyển đổi nhiệt năng thành điện năng phụ thuộc vào khả năng của vật liệu dẫn điện tạo ra dòng điện khi được làm lạnh hoặc gia nhiệt.

Ngoài ra, người ta cũng ứng dụng tấm bán dẫn Peltier để chuyển đổi điện năng từ nhiệt năng. Có 2 lớp bán dẫn P và N được nối tiếp nhau trên tấm bán dẫn Peltier. Nếu nhiệt độ giữa hai mặt của tấm bán dẫn Peltier có sự chênh lệch nhau sẽ dẫn đến hiện tượng nạp điện tử vào một mặt và mặt khác diễn ra quá trình khuếch đại dòng điện. Quá trình này có thể dùng để chuyển hóa điện năng và tạo ra một dòng điện điều chỉnh theo nhiệt độ. Tóm lại, chúng ta có thể áp dụng hiệu ứng Seebeck trong vật liệu dẫn điện hay tấm bán dẫn Peltier trong việc tạo ra sự chênh nhiệt độ và chuyển hóa thành dòng điện.

Trên đây là những giải đáp về nhiệt năng là gì? Hy vọng các thông tin trong bài viết đã phần nào bổ sung thêm các kiến thức hữu ích cho bạn.