Lý thuyết về đối lưu và bài tập ứng dụng có đáp án chi tiết

Chắc chắn những đứa trẻ đã từng nghe về sự đối lưu của bức xạ nhiệt trong chương trình 8 năm. Tuy nhiên, để hiểu rõ hơn về sự đối lưu là gì? Ứng dụng của sự đối lưu bức xạ nhiệt trong cuộc sống là gì? Hãy theo dõi bài viết hôm nay của Mầm non Cát Linh để có thể hiểu rõ hơn!

Đối lưu là gì?

Đối lưu (hoặc đối lưu) chỉ là chuyển động tương đối của chất lỏng bên trong (chất lỏng và khí) vì nhiệt độ của các bộ phận không giống nhau, vì vậy nó được hình thành. Có thể hiểu rằng chất dòng chảy thực hiện quá trình chuyển nhiệt thông qua việc huy động vĩ mô của chính các bộ phận.

Trong cuộc sống hàng ngày, sự đối lưu có thể xảy ra và dễ nhận biết nhất là khi chúng ta đun sôi nước, dòng nước bên dưới sẽ nóng lên, trọng lượng cụ thể giảm và di chuyển dần lên trên, và phần nước ở phía trên có trọng lượng lớn hơn, do đó nó sẽ di chuyển xuống. Giống như đó tạo thành một sự đối lưu.

Các loại đối lưu

Đối lưu được chia thành 2 loại, dựa trên cách phát sinh mà đối lưu bao gồm đối lưu tự nhiên và đối lưu bắt buộc:

Đối lưu tự nhiên

Đối lưu tự nhiên là một đối lưu được hình thành tự nhiên dựa trên sự khác biệt về nồng độ hoặc nhiệt độ, gây ra sự thay đổi mật độ. Nhiệt độ gradiene bên trong mật độ sẽ thay đổi mật độ gradien.

Nếu mật độ (chất lỏng hoặc khí) có mật độ thấp ở phần dưới và mật độ của mật độ trên, thì dưới hiệu ứng trọng lực, nó sẽ tạo thành một sự đối lưu tự nhiên.

Đối lưu cưỡng bức

Không giống như sự đối lưu tự nhiên, sự đối lưu bắt buộc là một sự đối lưu được hình thành bởi sự thúc đẩy của các lực lượng bên ngoài. Chuyển động của dòng chảy càng lớn thì mức truyền nhiệt càng nhanh. Dựa trên các tác động bên ngoài để làm cho chất lỏng hoặc di động lưu hành và có thể truyền nhiệt chính.

Cơ chế đối lưu là gì?

Nguyên tắc đối lưu dựa trên sự chuyển động của chất lỏng hoặc khí trong môi trường với sự khác biệt về nhiệt độ hoặc nồng độ. Hiện tượng này có thể được mô tả như sau:

Nhiệt đối lưu

Khi có sự khác biệt về nhiệt độ giữa hai vùng chất lỏng hoặc khí, diện tích nhiệt độ cao sẽ có mật độ thấp hơn diện tích nhiệt độ thấp hơn. Do đó, khu vực nóng sẽ xuất hiện và khu vực lạnh sẽ chìm. Quá trình này tạo ra một chất lỏng thẳng đứng hoặc chuyển động không khí.

Nồng độ ngược lại

Khi có sự khác biệt về nồng độ giữa hai vùng chất lỏng hoặc khí, nồng độ cao sẽ có mật độ thấp hơn so với vùng có nồng độ thấp hơn. Do đó, diện tích nồng độ cao sẽ chìm và diện tích nồng độ thấp sẽ xuất hiện. Quá trình này tạo ra một dòng chảy ngang hoặc khí.

Ghi chú: Những nguyên tắc này có thể được kết hợp để tạo ra sự đối lưu khuếch tán kép, trong đó sự khác biệt về nhiệt độ và nồng độ đóng vai trò trong quá trình tạo ra một chuyển động của chất lỏng hoặc khí.

Đối lưu trong cuộc sống & ứng dụng

Thông qua những điều trên, bạn đã nắm bắt được khái niệm và cơ chế của sự đối lưu? Trong phần này, bạn có thể tìm hiểu thêm về một số ứng dụng đối lưu trong cuộc sống và sự đối lưu trong cuộc sống.

Đối lưu trong cuộc sống

Một số đối lưu bạn có thể gặp trong cuộc sống như:

Gió

Trên biển, khi đất liền nhanh hơn biển vào một ngày nắng, gió thổi từ biển sang vùng đất mạnh mẽ. Tuy nhiên, đất liền cũng làm giảm nhiệt độ nhanh hơn biển vào ban đêm, vì vậy gió sẽ thổi từ đất liền xuống biển. Đó là lý do tại sao chúng tôi cảm thấy mát mẻ hơn khi nhìn ra biển vào buổi chiều và buổi tối trong một ngày nóng. Vào ban đêm, hiện tượng ngược lại xảy ra, làn gió mát thổi từ đất liền.

Đun sôi

Khi chúng ta đun sôi nước trong ấm hoặc nồi, các lớp nước ở dưới cùng sẽ được làm nóng trước. Sau đó, nước mở rộng và mật độ của nó bị giảm, vì vậy nước lạnh sẽ di chuyển xuống và nước nóng nổi lên trên cùng. Trong một quá trình tuần hoàn kín, tại một số điểm, nước ấm sẽ có cùng nhiệt độ trong suốt khối nước.

Dòng chảy đại dương

Nước ngầm dưới biển hoạt động tương tự như khí quyển trong khí quyển. Nước ấm thường ở gần bề mặt, trong khi nước mát hơn sâu hơn. Điều này tạo ra hiện tượng này trong dòng nước trong đại dương.

Hiệu ứng động

Hiệu ứng máy phát điện xảy ra trong lõi nóng chảy của hành tinh và mặt trời, kết hợp với sự quay của trái đất, tạo ra một dòng điện và do đó đi ra từ từ trường của Trái đất. Hiệu ứng này là kết quả của sự đối lưu trong chất lỏng nhiệt bên trong hành tinh hoặc ngôi sao.

Năng lượng bên trong các ngôi sao

Những ngôi sao như mặt trời là những quả bóng bay khổng lồ với nguồn khí chính là helium và hydro. Trong các ngôi sao, sự đối lưu và trọng lực là cơ chế chính của vận chuyển năng lượng. Phân tử khí tự do di chuyển giữa các khu vực bên trong, tạo ra sự trao đổi nhiệt và năng lượng trong quá trình đối lưu.

Áp dụng đối lưu

• Trong phòng thí nghiệm, sự đối lưu được áp dụng thông qua các tủ khô được coi là một thiết bị không thể thiếu. Nó được sử dụng cho mục đích làm khô, tiêu diệt và khử trùng các công cụ thí nghiệm hoặc được sử dụng để bảo quản mẫu.

• Kéo đèn nhờ sự đối lưu không khí để xoay.

• Áp dụng để sản xuất nhiều loại thiết bị như lò nướng, lò sưởi, ….

Xem thêm: Lý thuyết vật lý 8: Năng lượng nhiệt là gì? & Ứng dụng của nó?

Giải các bài tập đối lưu thể chất 8

Câu 1: Sự đối lưu mà truyền nhiệt xảy ra là gì?

A. Chỉ trong chất lỏng.

B. Chỉ trong khí.

C. Chỉ trong chất lỏng và khí.

D. Đặt chất lỏng, khí và chất rắn.

Câu 2: Câu nào sau đây so sánh nhiệt và đối lưu là chính xác?

A. Độ dẫn nhiệt là một quá trình truyền nhiệt, đối lưu không phải là quá trình truyền nhiệt

B. cả nhiệt và đối lưu có thể xảy ra trong không khí

C. Độ dẫn nhiệt xảy ra trong bất kỳ môi trường nào, tính hai mặt cũng có thể xảy ra trong môi trường đó.

D. Nước trong nước, dẫn nhiệt xảy ra nhanh hơn đối lưu

Câu 3: Khoang tủ đông của tủ lạnh thường được đặt phía trên khoang thực phẩm, để tận dụng sự truyền nhiệt

A. Độ dẫn nhiệt

B. Bức xạ nhiệt

C. Đối lưu

D. Bức xạ nhiệt và độ dẫn nhiệt

Câu 4: Khi sự đối lưu đang xảy ra trong chất lỏng,::

A. Trọng lượng cụ thể của khối lượng chất lỏng tăng lên

B. Trọng lượng riêng của lớp trên nhỏ hơn lớp dưới

C. Trọng lượng cụ thể của lớp trên cùng lớn hơn lớp thấp hơn

D. Mật độ của lớp chất lỏng trên băng của lớp dưới

Câu 5: Để bàn tay phía trên một viên gạch nóng nóng hơn để bàn tay bên cạnh gạch là vì

A. Độ dẫn nhiệt từ gạch đến tay để tốt hơn từ gạch đến tay sang bên

B. Bức xạ nhiệt từ gạch đến tay để tốt hơn từ gạch đến tay sang một bên

C. Sự đối lưu từ gạch đến bàn tay để tốt hơn từ gạch đến tay sang một bên

D. Cả độ dẫn nhiệt, bức xạ nhiệt và sự đối lưu từ gạch từ đầu đến đỉnh đều tốt hơn từ gạch từ tay sang từ bên này sang bên kia

Trả lời:

• Câu 1: c
• Câu 2: b
• Câu 3: c
• Câu 4: c
• Câu 5: c

Bài viết trên đã giúp họ hiểu sự đối lưu trong chương trình vật lý 8. Hy vọng, thông qua bài viết này, bạn có thể nắm bắt chắc chắn lý thuyết cũng như áp dụng rất nhiều trong cuộc sống của bạn!

Nguồn: https://mncatlinhdd.edu.vn/ Tác giả: Nguyễn Lân dũng