Vị trí:Vật Lý lớp 8. Học kỳ II. Tuần 29. Tiết 28. Theophân phối chương trình học.
Video tham khảo có thể xemtại đây
1. Mục tiêu
Khảo sát tính dẫn nhiệt của 4 loại vật liệu, gỗ, nhựa, inox và đồng
2. Chuẩn bị lý thuyết
Trong nhiệt học, nhiệt năng của một vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật. Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm vào hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt.
Như vậy, sự dẫn nhiệt là quá trình truyền nhiệt lượng từ phần này sang phần khác của một vật, từ vật này sang vật khác. Nếu xét trong một qui mô nhỏ, dẫn nhiệt xảy ra khi các phân tử, nguyên tử hoặc các hạt nhỏ hơn [như electron] ở vùng nóng [dao động nhanh] tương tác với các hạt lân cận ở vùng lạnh [dao động chậm].
Khi mật độ các hạt giảm, tức là khoảng cách giữa các hạt trở nên xa hơn, sự va chạm giữa các nguyên tử ít hơn, do đó tính dẫn nhiệt giảm. Điều này giải thích vì sao chất lỏng và chất khí dẫn nhiệt kém, chất rắn dẫn nhiệt tốt. Trong chất rắn, kim loại dẫn nhiệt tốt nhất. Nếu coi khả năng dẫn nhiệt của không khí là 1 thì khả năng dẫn nhiệt của một số chất có giá trị như bảng sau:
Chất | Khả năng dẫn nhiệt | Chất | Khả năng dẫn nhiệt |
| Len Gỗ Nước Thủy tinh Đất | 2 7 25 44 56 | Nước đá Thép Nhôm Đồng Bạc | 88 2860 8770 17370 17720 |
3. Thí nghiệm với thiết bị Addestation
Dụng cụ
1 aMixer MGA, 4 cảm biến nhiệt độ, 1 cốc nhựa 250 ml, 1 khay nhựa, 4 thanh vật liệu khác nhau, 1 bộ thí nghiệm tính dẫn nhiệt.
Hóa chất
Nước nóng [khoảng 80oC]
4. Tiến hành
Bước 1:Mở MGA, kết nối 4 cảm biến nhiệt độ vào 4 kênh của MGA.
Bước 2:Nhấn vào biểu tượng
Bước 3:Chèn tấm giữ thanh vật liệu vào hộp mica. Sau đó chèn các thanh vật liệu [đồng, inox, gỗ, nhựa] vào các lỗ trên tấm giữ thanh. Cuối cùng dùng nắp đậy hộp mica lại.
Bước 4:Chèn đầu cảm biến nhiệt độ vào các lỗ ở phần lồi ra trên nắp hộp mica. Vị trí của đầu các cảm biến tương ứng như sau: CH 1, 2, 3, 4 nằm trên thanh đồng, inox, gỗ, nhựa.
II. Thu thập dữ liệu
Bước 5:Để cân bằng các cảm biến nhiệt độ, nhấn vào biểu tượng
Chú ý: Phải có ít nhất 2 cảm biến giống nhau kết nối với các kênh của MGA ta mới sử dụng được chức năng này.
Bước 7:Nhấn vào nút
Bước 8:Khi quá trình thu thập dữ liệu tự động dừng sau 5 phút, nhấn vào biểu tượng
Bước 9:Phác họa lại 4 đồ thị nhiệt độ theo thời gian quan sát được trên màn hình MGA vào đồ thị phác họa.
Bước 10:Nhấn vào biểu tượng
Chú ý: Ta có thể di chuyển dấu + đến vị trí chính xác bằng cách sử dụng các phím mũi tên trên MGA.
Bước 11:Nhấn vào biểu tượng
Bước 12:Lặp lại các bước 10 và 11 với đồ thị của inox, gỗ, nhựa. Ghi lại giá trị thu được vào Bảng 1.
Bảng 1
Vật liệu | Nhiệt độ tăng [oC] |
| Đồng | |
| Inox | |
| Gỗ | |
| Nhựa |
5. Kết luận
Trong thí nghiệm trên, những dụng cụ như hộp mica, nắp hộp, tấm đỡ thanh đồng, các thanh vật liệu có thể tự chế tạo nếu bạn muốn. MGA có 4 kênh giúp ta có thể đo đạc cùng một lúc 4 vật liệu khác nhau rất tiện dụng.
Các câu hỏi thảo luận:
1. Dựa vào đồ thị phác họa, bạn hãy mô tả sơ lược về chiều hướng và tốc độ tăng nhiệt độ trong thí nghiệm?
2. Từ kết quả thí nghiệm trong Bảng 1 so sánh về tính dẫn nhiệt của các vật liệu.
3. Hãy nêu các ứng dụng của tính dẫn nhiệt trong thực tế hàng ngày?