Vật Lí 12 Kết nối tri thức Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế
Giải Vật Lí 12 | No tags
Mục lục
- Đang tải mục lục...
Làm thế nào để nhận biết được sự truyền nhiệt năng giữa các vật
Giải Vật Lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế - Kết nối tri thức
Khởi động trang 15 Vật Lí 12: Làm thế nào để nhận biết được sự truyền nhiệt năng giữa các vật? Ví dụ, làm thế nào để nhận biết: “Vật nào là vật truyền nhiệt năng, vật nào là vật nhận nhiệt năng; sự truyền nhiệt năng đã dừng lại hay còn đang tiếp tục;...?”
Lời giải:
Khi hai vật có nhiệt độ chênh lệch tiếp xúc nhau thì sẽ xảy ra sự truyền nhiệt năng giữa chúng. Nhiệt năng sẽ truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp. Khi nhiệt độ hai vật bằng nhau thì sự truyền nhiệt năng dừng lại.
Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế hay khác:
Chuẩn bị: Cốc nhôm đựng khoảng 200 mL nước ở nhiệt độ khoảng 30 °C
Giải Vật Lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế - Kết nối tri thức
Hoạt động trang 15 Vật Lí 12:
Chuẩn bị:
- Cốc nhôm đựng khoảng 200 mL nước ở nhiệt độ khoảng 30 °C (1).
- Bình cách nhiệt đựng khoảng 500 mL nước ở nhiệt độ khoảng 60 °C (2).
- Hai nhiệt kế (3).
Tiến hành:
- Đặt cốc nhôm vào trong lòng bình cách nhiệt sao cho nước trong bình cách nhiệt ngập một phần cốc nhôm (Hình 3.1).
- Quan sát sự thay đổi nhiệt độ của nước trong bình và trong cốc từ khi bắt đầu thí nghiệm tới khi hai nhiệt độ này bằng nhau.
Trả lời các câu hỏi sau:
1. Tại sao có thể biết nước trong bình truyền nhiệt năng cho nước trong cốc?
2. Làm thế nào để nhận biết quá trình truyền nhiệt năng giữa nước trong bình và nước trong cốc đã kết thúc?
Lời giải:
1. Ta nhìn vào nhiệt kế thấy nhiệt độ của nước trong bình giảm, nhiệt độ nước trong cốc tăng chứng tỏ nước trong bình đã truyền nhiệt năng cho nước trong cốc để đạt đến trạng thái cân bằng nhiệt độ.
2. Ta nhìn vào nhiệt kế ở trong bình và cốc, khi nhiệt độ ở hai nhiệt kế bằng nhau thì nhiệt độ của nước trong cốc và trong bình đạt trạng thái cân bằng, chứng tỏ quá trình truyền nhiệt năng giữa nước trong bình và nước trong cốc đã kết thúc.
Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế hay khác:
Có thể nói khi hai vật tiếp xúc với nhau thì nhiệt năng luôn tự truyền
Giải Vật Lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế - Kết nối tri thức
Câu hỏi trang 16 Vật Lí 12: Có thể nói khi hai vật tiếp xúc với nhau thì nhiệt năng luôn tự truyền từ vật có nội năng lớn hơn sang vật có nội năng nhỏ hơn hay không? Tại sao? Tìm ví dụ minh hoạ.
Lời giải:
Có thể nói khi hai vật tiếp xúc với nhau thì nhiệt năng luôn tự truyền từ vật có nội năng lớn hơn sang vật có nội năng nhỏ hơn. Vì vật có nội năng lớn hơn sẽ có nhiệt lượng lớn hơn.
Ví dụ: Vào mùa lạnh sờ tay vào kim loại thấy lạnh vì kim loại dẫn nhiệt tốt, khi tay chạm vào kim loại nhiệt lượng truyền sang kim loại nhanh hơn, nên tay bị mất nhiệt lượng nhanh hơn, gây ra cảm giác lạnh.
Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế hay khác:
Hình 3.3 giới thiệu nhiệt độ của một số sự vật hiện tượng quá trình
Giải Vật Lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế - Kết nối tri thức
Hoạt động trang 17 Vật Lí 12: Hình 3.3 giới thiệu nhiệt độ của một số sự vật, hiện tượng, quá trình.
1. Nhiệt độ không tuyệt đối là nhiệt độ nào trong hai thang nhiệt độ Celsius và Kelvin?
2. Nêu ý nghĩa của nhiệt độ không tuyệt đối.
3. Hãy dựa vào bảng so sánh hai thang nhiệt độ Celsius và Kelvin ở Hình 3.2 để chứng minh rằng: mỗi độ chia (1°C) trong thang nhiệt độ Celsius có độ lớn bằng 1 độ chia (1 K) trong thang nhiệt độ Kelvin.
4. Chứng minh công thức chuyển nhiệt độ từ thang Celsius sang thang Kelvin và ngược lại:
t (°C) = T (K) - 273,15
T (K) = t (°C) + 273,15.
Lời giải:
1. Nhiệt độ không tuyệt đối là nhiệt độ -273,15 °C trong thang nhiệt độ Celsius và 0 K trong thang nhiệt độ Kelvin.
2. Ý nghĩa của nhiệt độ không tuyệt đối: Ở thể tích này, thể tích của lượng khí bằng 0, điều này chứng tỏ người ta không thể hạ nhiệt xuống tới -273,15 °C vì thể tích của một lượng khí không thể bằng 0. Bên cạnh đó khi giảm nhiệt độ, thì chuyển động nhiệt cũng giảm theo và khi ở nhiệt độ không tuyệt đối thì chuyển động nhiệt của các phân tử đều dừng lại (động năng của chúng bằng không). Khi đó không có sự va chạm giữa các phân tử và thế năng tương tác giữa các phân tử là tối thiểu.
3. Từ hình vẽ 3.2 có thể thấy trong thang nhiệt độ Celsius có điểm nhiệt độ thấp nhất là -273,15 °C và cao nhất là 100 °C, khoảng cách nhiệt độ là 373,15 °C.
Tương tự ở thang nhiệt độ Kelvin có điểm nhiệt độ thấp nhất là 0 K và cao nhất là 373,15 K, khoảng cách nhiệt độ là 373,15 K.
Từ đó, nếu chia thành các khoảng bằng nhau, mỗi khoảng tương ứng với 1 °C và 1 K thì có thể thấy mỗi độ chia (1°C) trong thang nhiệt độ Celsius có độ lớn bằng 1 độ chia (1K) trong thang nhiệt độ Kelvin.
4) Dựa vào thang nhiệt độ có thể thấy 100 °C ứng với 373,15 K, 0 °C ứng với 273,15 K nên có thể quy đổi được: t (°C) = T (K) - 273,15 hoặc T (K) = t (°C) + 273,15.
Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế hay khác:
Chuyển đổi nhiệt độ: Từ thang Celsius sang thang Kelvin: 270 °C; -270 °C; 500 °C
Giải Vật Lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế - Kết nối tri thức
Câu hỏi 1 trang 18 Vật Lí 12: Chuyển đổi nhiệt độ:
a) Từ thang Celsius sang thang Kelvin: 270 °C; -270 °C; 500 °C.
b) Từ thang Kelvin sang thang Celsius: 0 K; 500 K; 1 000 K.
Lời giải:
a) 270 °C = 270 + 273,15 = 543,15 K;
-270 °C = -270 + 273,15 = 3,15 K;
500 °C = 500 + 273,15 = 773,15 K.
b) 0 K = 0 – 273,15 = -273,15 °C;
500 K = 500 – 273,15 = 226,85 °C;
1 000 K = 1 000 – 273,15 = 726,85 °C.
Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế hay khác:
Một vật được làm lạnh từ 100 °C xuống 0 °C. Hỏi nhiệt độ của vật theo thang Kelvin giảm đi bao nhiêu độ
Giải Vật Lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế - Kết nối tri thức
Câu hỏi 2 trang 18 Vật Lí 12: Một vật được làm lạnh từ 100 °C xuống 0 °C. Hỏi nhiệt độ của vật theo thang Kelvin giảm đi bao nhiêu độ?
Lời giải:
100 °C ứng với 373,15 K
0 °C ứng với 273,15 K
Nhiệt độ của vật theo thang Kelvin giảm đi 100 K.
Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế hay khác:
Thang nhiệt độ Kelvin có những ưu điểm gì so với thang nhiệt độ Celsius
Giải Vật Lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế - Kết nối tri thức
Câu hỏi 3 trang 18 Vật Lí 12: Thang nhiệt độ Kelvin có những ưu điểm gì so với thang nhiệt độ Celsius?
Lời giải:
Thang nhiệt độ Kelvin có ưu điểm:
- Thang nhiệt độ Kelvin dùng đơn vị tuyệt đối (K), giúp cho các phép tính về nhiệt độ trở nên đơn giản hơn vì không có giá trị âm, đặc biệt là khi xử lý các bài toán về nhiệt độ tuyệt đối hoặc các bài toán khoa học.
- 0 K trong thang Kelvin tương ứng với nhiệt độ tuyệt đối, nơi mà các phân tử không còn có động năng. Điều này làm cho thang Kelvin trở thành một phép đo tuyệt đối cho nhiệt độ, trong khi 0 °C trong thang Celsius chỉ tương ứng với điểm đóng băng của nước.
Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế hay khác:
Giải thích được các hiện tượng truyền nhiệt năng thường gặp trong đời sống
Giải Vật Lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế - Kết nối tri thức
Em có thể trang 19 Vật Lí 12: Giải thích được các hiện tượng truyền nhiệt năng thường gặp trong đời sống.
Lời giải:
Giải thích được rất nhiều hiện tượng truyền nhiệt trong cuộc sống.
Ví dụ: Khi thả cục nước đá vào nước nóng thì cục nước đá tan dần, vì nước nóng có nhiệt độ cao hơn đã truyền nhiệt năng cho cục nước đá, làm cho cục nước đá nóng chảy.
Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế hay khác:
Phân biệt được hai thang nhiệt độ Celsius và Kelvin
Giải Vật Lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế - Kết nối tri thức
Em có thể trang 19 Vật Lí 12: Phân biệt được hai thang nhiệt độ Celsius và Kelvin.
Lời giải:
Phân biệt được hai thanh nhiệt độ và cách quy đổi:
Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế hay khác:
Chuyển đổi được nhiệt độ Celsius sang nhiệt độ Kelvin và ngược lại
Giải Vật Lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế - Kết nối tri thức
Em có thể trang 19 Vật Lí 12: Chuyển đổi được nhiệt độ Celsius sang nhiệt độ Kelvin và ngược lại.
Lời giải:
t (°C) = T (K) - 273,15
T (K) = t (°C) + 273,15.
Ví dụ: 50 °C = 323,15 K hoặc 500 K = 226,85 °C.
Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 3: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế hay khác: