Giải Khoa Học Tự nhiên 8 trang 111
Lời giải chi tiết SGK Lớp 8 · Môn Khoa Há»c Tá»± NhiĂªn · Trang 111–112
⚠️ Lưu ý nhỏ: Đề ghi trang 111 – 112, nhưng hai ảnh gửi kèm thực ra là trang 109 – 110 (Bài 27: Thực hành đo năng lượng nhiệt bằng Joulemeter). Cô giải theo đúng nội dung trong ảnh nhé.
Đây là bài thực hành, nên không có bài tập tính toán như các bài lý thuyết. Phần cần làm gồm: câu hỏi mở đầu và hoàn thành báo cáo thực hành. Cô sẽ hướng dẫn đầy đủ từng phần.
Câu mở đầu
Đề bài: Khi muốn đun sôi một lượng nước xác định cần cung cấp bao nhiêu năng lượng nhiệt? Làm thế nào để đo được năng lượng nhiệt đó?
Cách giải
Bước 1 — Cần bao nhiêu năng lượng nhiệt?
Muốn đun sôi nước, ta phải làm cho nhiệt độ nước tăng từ nhiệt độ ban đầu lên đến 100 °C (nhiệt độ sôi của nước ở điều kiện thường).
Năng lượng nhiệt cần cung cấp được tính theo công thức:
Q = m × c × Δt
Trong đó:
- Q: năng lượng nhiệt cần cung cấp (đơn vị J – jun)
- m: khối lượng nước (kg)
- c: nhiệt dung riêng của nước, c = 4 200 J/(kg·K)
- Δt: độ tăng nhiệt độ = 100 °C − nhiệt độ ban đầu của nước
Như vậy, lượng nhiệt cần cung cấp phụ thuộc vào khối lượng nước và nhiệt độ ban đầu của nước. Nước càng nhiều và càng lạnh thì cần càng nhiều năng lượng nhiệt.
Bước 2 — Làm thế nào để đo được năng lượng nhiệt đó?
Ta dùng cách gián tiếp: cho dòng điện chạy qua dây đốt đặt trong bình nhiệt lượng kế. Dòng điện có tác dụng nhiệt, nên năng lượng điện sẽ chuyển hoá thành năng lượng nhiệt làm nóng nước.
Dụng cụ joulemeter sẽ đo trực tiếp năng lượng điện mà nguồn cung cấp cho dây đốt. Vì gần như toàn bộ năng lượng điện này chuyển thành nhiệt cho nước, nên:
Năng lượng nhiệt nước nhận được ≈ Năng lượng điện đo được trên joulemeter.
Đây chính là ý tưởng của cả bài thực hành.
💡 Mẹo nhớ: "Q = m·c·Δt" đọc là "Quên Một Cây Đèn" – cứ nhớ thứ tự m (khối lượng), c (nhiệt dung riêng), Δt (độ tăng nhiệt độ) là viết được công thức.
Hoàn thành BÁO CÁO THỰC HÀNH
Dưới đây là mẫu báo cáo đã được điền đầy đủ dựa theo nội dung bài học.
Họ và tên: … Lớp: …
1. Mục đích thí nghiệm
Đo năng lượng nhiệt mà nước trong nhiệt lượng kế nhận được, thông qua việc đo năng lượng điện của dòng điện bằng joulemeter.
2. Chuẩn bị
Dụng cụ thí nghiệm gồm:
- Bình nhiệt lượng kế (1) có dây đốt và que khuấy.
- Nhiệt kế (2).
- Dụng cụ đo năng lượng điện: joulemeter (3).
- Nguồn điện 12 V (4).
- Bốn dây nối (5).
- Một lượng nước sạch.
3. Các bước tiến hành
Bước 1: Đổ một lượng nước xác định vào bình nhiệt lượng kế, sao cho nước ngập dây đốt và ngập đầu đo của nhiệt kế.
Bước 2: Bố trí thí nghiệm như Hình 27.2. Mắc chính xác:
- Hai dây nối từ nguồn điện 12 V sang joulemeter.
- Hai dây nối từ joulemeter sang dây đốt bên trong bình nhiệt lượng kế.
Bước 3: Chọn cài đặt trên joulemeter để đại lượng cần đo là năng lượng.
Bước 4: Khuấy liên tục nước trong bình, rồi đọc và ghi giá trị nhiệt độ ban đầu t₀ của nước.
Bước 5: Bật công tắc nguồn điện. Vừa cho nguồn hoạt động vừa khuấy nhẹ nước. Khi nhiệt độ nước tăng thêm 3 °C so với ban đầu, đọc giá trị năng lượng điện trên joulemeter và ghi vào bảng số liệu.
Bước 6: Tiếp tục khuấy và đọc giá trị năng lượng trên joulemeter khi nước tăng thêm lần lượt 6 °C và 9 °C so với nhiệt độ ban đầu. Ghi đầy đủ vào bảng số liệu.
Bước 7: Tắt công tắc nguồn điện.
Bước 8: Lặp lại toàn bộ thí nghiệm với lượng nước nhiều hơn lượng nước ở lần 1, để so sánh.
Gợi ý mẫu bảng số liệu
Em có thể kẻ bảng ghi kết quả như sau (số liệu là ví dụ, khi làm thật em điền số đo được):
Lần đo | Δt (°C) | Năng lượng điện đo trên joulemeter (J)
-------|----------|---------------------------------------
1 | 3 | ...
2 | 6 | ...
3 | 9 | ...Nhận xét rút ra:
- Cùng một lượng nước, nhiệt độ tăng càng nhiều (Δt càng lớn) thì năng lượng điện đo được càng lớn → năng lượng nhiệt nước nhận càng nhiều.
- Khi tăng lượng nước (lần 2), muốn nước nóng thêm cùng số độ thì cần nhiều năng lượng hơn → đúng với công thức Q = m·c·Δt: m càng lớn thì Q càng lớn.
🎯 Ghi nhớ: Bài thực hành này dạy em một ý rất hay: không đo nhiệt trực tiếp mà đo gián tiếp qua điện. Joulemeter đo năng lượng điện cấp cho dây đốt, năng lượng đó chuyển hết thành nhiệt làm nóng nước, nên số chỉ trên joulemeter chính là năng lượng nhiệt nước nhận được. Cốt lõi vẫn là công thức Q = m·c·Δt.