Giáo án Vật lí Lớp 8 - Đối lưu. Bức xạ nhiệt - Hồ Hữu Tín

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUỸ LAWRENCE S.TING
Cuộc thi quốc gia Thiết kế bài giảng e-Learning lần thứ 4
Bài giảng
ĐỐI LƯU – BỨC XẠ NHIỆT
Vật lý, lớp 8
1 tiết
Giáo viên: Hồ Hữu Tín
- Email: hohuutin@gmail.com
- Điện thoại di động: 0974049583
- Trường: THCS Đại Tâm
- Địa chỉ: 109 Trần Hưng Đạo – Thị trấn Mỹ Xuyên – Huyện Mỹ Xuyên – Tỉnh Sóc Trăng
Giấy phép: CC-BY
Tháng 11/2016
* TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Các phần mềm sử dụng:
Microsoft PowerPoint, iSpring.
Movie Maker, iMindMap.
2. Các nguồn tư liệu trích dẫn tham khảo:
Sách giáo khoa Vật lý 8 - NXB Giáo dục.
Sách giáo viên Vật lý 8 - NXB Giáo dục.
Sách bài tập Vật lý 8 - NXB Giáo dục.
Tính năng và ứng dụng của camera hồng ngoại- 
Conduction, convection and radiation - 
Các video từ YouTube.com.
Wikipedia.com
* BỐ CỤC BÀI GIẢNG:
- Chào mừng
- Kiểm tra bài cũ
- Giới thiệu Mục tiêu bài+Nội dung bài
- Nội dung bài mới:
+ Đối lưu
+ Bức xạ nhiệt
+ Đối lưu và bức xạ nhiệt trong tự nhiên, đời sống và kĩ thuật
+ Bài tập cuối bài
- Kết thúc.
* GIỚI THIỆU BÀI GIẢNG:
Bài giảng được thực hiện nhằm mục đích giúp người học có thể tự mình tìm hiểu về hai hiện tượng Đối lưu và Bức xạ nhiệt mà không cần có sự trợ giúp trực tiếp của giáo viên, không chỉ hiểu mà còn có thể áp dụng vào cuộc sống. Người học có thể học mọi lúc mọi nơi, với nhiều loại thiết bị khác nhau như máy tính, máy tính bảng, smartphone.
Để được như vậy, bài giảng được tích hợp đầy đủ các thí nghiệm, bố trí thực hiện chính xác, rõ ràng, sinh động như chương trình sách giáo khoa hiện hành. Giúp người học nhận biết được các dụng cụ, cách bố trí thí nghiệm, biết cách tập trung quan sát vào hiện tượng cần nghiên cứu, giải thích được các hiện tượng đó. Ngoài ra, bài học còn được bổ sung thêm các thí nghiệm vui rất thú vị, nhằm giúp cho bài học phong phú hơn, người học được tiếp nhận và củng cố thông tin với hứng thú cao hơn.
Để bài học không khô khan, nhàn chán bài giảng luôn có nhiều hình ảnh minh hoạ và các đoạn video rõ ràng, phù hợp với nội dung. Với mỗi nội dung vừa tìm hiểu, người học sẽ được củng cố ngay kiến thức thông qua các câu hỏi xem kẽ trong suốt bài giảng. Và cuối bài sẽ có phần “Câu hỏi cuối bài”, chỉ khi đạt từ 80 điểm trở lên mới được công nhận hoàn thành bài học, nhằm củng cố toàn bộ bài học, tạo động lực cho người học, thử thách chính mình, buộc người học phải luôn chú ý từ đầu bài tới cuối bài, hoặc sẽ phải xem lại bài mới có thể vượt qua được thử thách này.
Ngoài ra, yếu tố khoa học, chính xác, đạt chuẩn kiến thức kĩ năng luôn là mục tiêu cao nhất đối với mỗi bài giảng:
- Các thí nghiệm trong chương trình SGK được thực hiện theo đúng quy trình, kết quả khách quan, rõ ràng, giúp người học hoàn toàn tự mình làm được khi trực tiếp làm thí nghiệm trên lớp. 
- Các câu hỏi từ dễ tới khó, giúp người học tự tư duy, tự tìm hiểu sau đó mới đối chiếu với đáp án của giáo viên. Lời giải thích của giáo viên được nêu một cách rõ ràng nhưng không dài dòng, kết hợp cùng hình minh hoạ nhằm giúp người học hiểu được nội dung dễ dàng nhất.
- Nội dung bài được liên hệ thực tế gần gũi với đời sống hàng ngày, đồng thời cũng mở rộng và cập nhật những kiến thức mới có liên quan. Luôn tích hợp các nội dung bảo vệ môi trường giúp người học thấy rõ hơn vai trò của các vấn đề đang nghiên cứu. Từ đó giúp người học say mê và yêu thích môn học hơn.
* CHI TIẾT BÀI GIẢNG:
Bài 23 : ĐỐI LƯU - BỨC XẠ NHIỆT
I. Mục tiêu :
1. Kiến thức:
- Lấy được ví dụ minh hoạ về sự đối lưu – bức xạ nhiệt
- Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng vật lý đơn giản.
2. Kĩ năng:
- Quan sát, giải thích các hiện tượng vật lý.
- Làm các thí nghiệm đơn giản.
3. Thái độ:
Yêu thích, say mê khoa học.
II. Chuẩn bị:
- Cả lớp : + Dụng cụ dùng để làm TN hình: 23.1, 23.3, 23.4, 23.5 SGK.
 + Hình 23.6 phóng to.
 + Câu C12 trên bảng phụ. 
* Phương pháp: Thuyết trình, vấn đáp, thảo luận nhóm.
III. Tiến trình bài dạy :
¯ Hoạt động 1 : Kiểm tra bài cũ, đặt vấn đề vào bài.
- Kiểm tra bài cũ : 
Câu 1: Điền vào khoảng trống:
- [Nhiệt năng] có thể truyền tự phần này sang phần khác của cùng một vật, từ vật này sang vật khác bằng hình thức [dẫn nhiệt]
- Chất rắn dẫn nhiệt tốt nhất. Trong chất rắn [kim loại] dẫn nhiệt tốt nhất.
Chất lỏng và chất khí [dẫn nhiệt kém]
Câu 2: Sắp xếp độ dẫn nhiệt của các chất theo thứ tự tăng dần: 
=> Gỗ, nước, thuỷ tinh, gỗ, thép, đồng, bạc.
Câu 3: Dẫn nhiệt là hình thức truyền nhiệt xảy ra:
A. chỉ trong chất rắn.
B. trong cả chất rắn, lỏng và khí.
C. trong chất rắn và chất lỏng.
D. trong chân không.
Câu 4: Đâu là ví dụ về hình thức dẫn nhiệt? 
(Có thể còn nhiều đáp án.)
- Ngọn lửa làm sáp chảy ra.
- Nước nóng rót vào cốc làm cốc nóng lên.
- Chạm tay vào thanh sắt ngoài trời nắng.
- Nắng nóng làm hơi nước bốc hơi.
- Đặt vấn đề vào bài : Thông thường khi đun nước ta đặt nguồn nhiệt ở dưới vật cần đun. Vậy ngược lại phải làm thế nào để ướp lạnh lon nước ngọt được nhanh nhất? Chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu bài 23: ĐỐI LƯU - BỨC XẠ NHIỆT để trả lời cho câu hỏi ấy.
¯ Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng đối lưu :
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung
 Chúng ta sẽ đi vào tìm hiểu nội dung đầu tiên đó là ĐỐI LƯU. 
- Để bắt đầu các em hãy xem thí nghiệm sau:
Qua thí nghiệm vừa rồi các em hãy trả lời các câu hỏi sau:
- Nhiệt độ của nước có thay đổi không?
- Nước màu tím di chuyển như thế nào?
- Tại sao nước lại di chuyển như vậy?
Hãy nhớ lại điều kiện để vật nổi lên, chìm xuống đã học để trả lời các câu hỏi trên. 
=> Sự truyền nhiệt năng tạo thành các dòng như thí nhiệm trên gọi là sự đối lưu.
- Đối lưu cũng xảy ra trong chất khí, ta xem thí nghiệm sau:
Qua thí nghiệm vừa rồi các em hãy trả lời các câu hỏi sau:
- Khói hương di chuyển như thế nào khi đặt ngọn nến đang cháy vào trong bình?
- Tại sao khói hương lại di chuyển như vậy?
=> Đây chính là sự đối lưu trong chất khí.
KL: Đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng hoặc chất khí, đó là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất lỏng và chất khí. 
- Đối lưu có xảy ra trong chất rắn và chân không hay không?
- Thí nghiệm vui.
[Câu hỏi]	
1. Đối lưu không xảy ra trong chân không đúng hay sai?
2. Tại sao muốn đun nóng chất lỏng và chất khí phải đun từ phía dưới?
3. Vì sao cánh quạt vỏ lon lại quay được trong thí nghiệm này?
4. Trong thí nghiệm trên, vì sao lại không có sự đối lưu khi đổ mực vào cốc nước nóng?

- Quan sát thí nghiệm và trả lời câu hỏi của GV.
- Tăng thêm 10 độ C.
- Di chuyển thành dòng.
- Do lớp nước ở dưới nóng lên, nở ra, trọng lượng riêng của nó nhỏ hơn trọng lượng riêng của lớp nước lạnh ở trên. Do đó lớp nước nóng nổi lên còn lớp nước lạnh chìm xuống.
- Ghi nhận.
- Quan sát thí nghiệm và trả lời câu hỏi của GV.
- Trong thí nghiệm trên, khi đốt nến và hương ta thấy dòng khói hương đi từ trên xuống vòng qua khe hở của tấm kính và đáy cốc, rổi đi lên phía ngọn nến.
- Do không khí phía bên ngọn nến bị đun nóng, nở ra, trọng lượng riêng của nó lúc này nhỏ hơn nên bay lên trên. Do sự đối lưu, không khí bên nén hương lạnh hơn nên đi xuống dưới, đồng thời kéo theo khói hương vòng qua khe hở của tấm kính và đáy cốc, rồi đi lên phía ngọn nến. 
- Ghi nhận.
- Sự liên kết của các hạt vật chất trong chất răn rất chặt chẽ, nên ko tạo ra đc các dòng đối lưu. 
Còn chân không là môi trường hoàn toàn không có các hạt vật chất nên ko thể tạo được các dòng đối lưu.
- Theo dõi và trả lời câu hỏi.
- Đúng.
- Để phần phía dưới nóng lên trước đi lên, phần ở trên chưa được đun nóng đi xuống tạo thành dòng đối lưu.
- Do các dòng khí bị ngọn nến đun nóng di chuyển lên trên làm quay cánh quạt.
- Vì nước nóng có trọng lượng riêng nhỏ hơn nước lạnh nên trong trường hợp này không thể di chuyển xuống phía dưới để tạo dòng đối lưu.
I. Đối lưu.
 Đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng hoặc chất khí, đó là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất lỏng và chất

¯ Hoạt động 3: Tìm hiểu hiện tượng bức xạ nhiệt :
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung
 Ngoài lớp khí quyển bao quanh Trái Đất, khoảng không gian còn lại giữa Trái Đất và Mặt Trời là khoảng chân không. Trong khoảng chân không này không có sự dẫn nhiệt và đối lưu. Vậy năng lượng Mặt Trời đã truyền đến Trái Đất bằng cách nào? Năng lượng đó được truyên đi bằng hình thức gọi là “Bức xạ nhiệt”.
Chúng ta hãy xem thí nghiệm sau:
Qua thí nghiệm vừa rồi các em hãy trả lời các câu hỏi sau:
- Giọt nước màu dịch chuyển từ A -> B chứng tỏ điều gì? 
- Ngược lại giọt nước màu dịch chuyển từ B -> A chứng tỏ điều gì? Miếng gỗ trong trường hợp này có tác dụng gì?
Hãy nhớ lại kiến thức của Bài Sự nở vì nhiết của các chất để trả lời các câu hỏi trên. Sau khi đã có câu trả lời các em hãy chuyển trang để đối chiếu với đáp án.
- Sự truyền nhiệt từ nguồn nhiệt tới bình có phải là dẫn nhiệt và đối lưu không? Tại sao?
=> Qua thí nghiệm cho thấy nhiệt truyền từ đèn đến bình cầu bằng các tia nhiệt đi thẳng. Hình thức truyền nhiệt này gọi là bức xạ nhiệt.
KL: Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các tia nhiệt đi thẳng. Bức xạ nhiệt có thể xảy ra cả trong chân không.
Vật có bề mặt càng xù xì và màu càng sẫm thì hấp thụ tia nhiệt càng nhiều. Ngược lại, vật có bề mặt càng nhẵn và màu càng sáng thì phản xạ tia nhiệt càng nhiều
[Câu hỏi]	
1. Trong môi trường chân không, nhiệt được truyền bằng hình thức nào?
2. Những vật nào hấp thụ tia nhiệt tốt (phản xạ kém)?
3. Tại sao về mùa hè ta nên mặc áo màu trắng mà không mặc áo màu đen?
4. Tại sao trong thí nghiệm trên bình chứa không khí lại được phủ muội đèn?
- Theo dõi và quan sát thí nghiệm.
- Không khí trong bình đã nóng lên, nở ra nên đẩy giọt nước màu dịch chuyển từ A -> B
- Không khí trong bình đã lạnh đi, co lại nên giọt nước màu dịch chuyển ngược lại từ B về A.
Miếng gỗ đã ngăn ko cho nhiệt truyền từ đèn sang bình. Điều này chứng tỏ nhiệt truyền tử đèn sang bình theo đưởng thẳng.
- Trong trường hợp này Không phải sự dẫn nhiệt. Vì giữa đèn và bình là không khí, mà ko khí dẫn nhiệt kém. Cũng không phải đối lưu vì nhiệt truyền theo đường thẳng. 
- Ghi nhận.
- Bức xạ nhiệt.
- Màu sẫm, xù xì.
- Màu trắng hấp thụ tia nhiệt kém nên ta cảm thấy mát mẻ hơn.
- Để tăng khả năng hấp thụ tia nhiệt.
II. Bức xạ nhiệt : 
 Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các tia nhiệt đi thẳng. Bức xạ nhiệt có thể xảy ra cả ở trong chân không.
 Vật có bề mặt càng xù xì và màu càng sẫm thì hấp thụ tia nhiệt càng nhiều. Ngược lại, vật có bề mặt càng nhẵn và màu càng sáng thì phản xạ tia nhiệt càng nhiều
¯ Hoạt động 4: Đối lưu - bức xạ nhiệt trong tự nhiên, đời sống và kĩ thuật.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
- Tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu về vai trò của đối lưu và bức xạ nhiệt trong tự nhiên đời sống và kĩ thuật.
- Trước tiên ta sẽ tìm hiều về vai trò của BXN.
- Tất cả các vật có nhiệt độ lớn hơn độ O tuyệt đối đều có bức xạ nhiệt. Như một ngọn lửa, một tách cà phê, một bóng đèn, một chiếc xe hơi chẳng hạng, đều có bức xạ nhiệt.
- Trong đó, dễ nhận thấy nhất và có tầm quan trọng lớn nhất đó là Bức xạ mặt trời. Bức xạ mặt trời là dòng vật chất và năg lượng của Mặt Trời, đây là nguồn năng lượng chính cho các quá trình phong hoá, bóc mòn, vận chuyển, bồi tụ trên Trái Đất, cũng như chiếu sang và sưởi ấm đem lại sự sống cho hành tinh của chúng ta.
[Giáo dục Bảo vệ Môi trường]
 Tuy nhiên, nguồn năng lượng từ bức xạ Mặt trời này trong một thời gian dài vẫn chưa được sử dụng một cách khôn ngoan.
- Và ngày nay khi các nguồn tài nguyên hoá thạch như: dầu mỏ, than đá ngày càng cạn kiệt, chúng ta đã bắt đầu tận dụng nguồn năng lượng từ Mặt Trời vào rất nhiều lĩnh vực góp phần nâng cao cuộc sống và bảo vệ môi trường.
[Mở rộng & Cập nhật]
 Ngoài giải quyết về vấn đề năng lượng, dựa vào đặc điểm là hầu như mọi vật đều phát ra bức xạ nhiệt mà người ta còn tạo ra các loại camera hồng ngoại, camera ảnh nhiệt, có ứng dụng rất lớn vào rất nhiều lĩnh vực.
 Vd: Nhìn vào hình bên ta thấy biểu đồ nhiệt cơ thể của một người đàn ông, một người phụ nữ và một đứa trẻ. Màu trắng và đỏ là phần nóng nhất và mất nhiều nhất trên cơ thể, màu cam và xanh lá cây là ở mức trung bình, màu xanh dương và màu tím là phần lạnh nhât.
 Ta dễ dàng thấy phần đầu của 3 người là phần nóng nhất, tiếp theo là phần thân. Tay và chân của họ ở mức trung bình, trong khi bàn tay và bàn chân là trong số những bộ phận lạnh nhất của cơ thể. Đó là những bộ phận đôi lúc bị tê cóng khi nhiệt độ xuống thấp.
 Như vậy, nhờ phân tích từ biểu đồ nhiệt của cơ thể, chúng ta có thể bảo vệ cơ thể khi nhiệt độ xuống thấp bằng cách đeo gang tay, khăn choàng, mũ và vớ.
 Ngoài ra, camera hồng ngoại và camera ảnh nhiệt còn được ứng dụng rất nhiêu trong các lĩnh vực như: giám sát an ninh quốc phòng, cứu nạn, giám sát y tế (dịch MERS ở HQ), kiểm tra sản phẩm mà không cần phá dỡ 
*** Về đối lưu. 
[Mở rộng] 
 Đối lưu có vai trò rất lớn trong việc hình thành các hiện tượng tự nhiên xảy ra trên Trái Đất như:
- Hình thành các dòng hải lưu.
- Sự tạo thành các lớp địa tầng.
- Đối lưu nhiệt hình thành nên hoàn lưu khí quyển, là nhân tố tạo thành các kiểu khí hậu thời tiết trên Trái Đất.
 Đối lưu cũng là nguyên nhân tạo nên các hiện tượng thường thấy như sự tạo thành gió, các cơn bão, lốc xoáy, 
[Giáo dục Bảo vệ Môi trường]
 Trong đời sống, người ta thường dùng các hiểu biết về đối lưu để làm mát cho ngôi nhà của mình như: dùng quạt, xây ống khói, quả cầu thông thông gió, làm giếng trời để lưu thông không khí tự nhiên trong nhà.
 Ngoài ra, để ngôi nhà luôn mát mẻ thì chúng ta cũng có thể áp dụng các biện pháp khác như: trồng nhiều cây xanh quanh nhà, sơn mái nhà và tường ngoài màu sang để tránh hấp thụ nhiệt, tránh dùng nhiều cửa bằng kính ở những xứ nóng vì chúng ngăn các tia bức xạ nhiệt từ trong nhà truyền lại môi trường.
[Hoạt động thực tế]
 Tiếp theo là 2 ví dụ khác về việc ngta đã ứng dụng hiện tượng đối lưu nhằm phục vụ cho con người, tạo ra những món đó rất bắt mắt nhằm để trang trí.
Đây là đèn Lava, đèn có hiệu ứng rất đẹp dùng để trang trí trong phòng, Các em hãy tự giải thích vì sao đèn lava lại có thể tạo ra những hiệu ứng đẹp như vậy nhé.
 Gợi ý đó là cây đèn này dùng 2 loại chất lỏng khác nhau và dưới đáy nó có 1 bóng đèn và cũng là 1 nguồn nhiệt.
 Cũng là 1 loại đèn nhưng đây là cây đèn rất quen thuộc với người VN ta, đó là đèn kéo quân. Các em hãy tìm hiểu sơ lược về cây đèn này nhé, và cũng thử giải thích về hiệu ứng của chiếc này này xem.
 Cách làm 2 loại đèn này được đặt ở cuối bài. Các em hãy tự mình làm 2 loại đèn này để trang trí trong phòng và để vui chơi trong dịp Tết trung thu. Đây cũng là phần bài tập về nhà của bài học hôm nay.

- Theo dõi và tiếp nhận thông tin.

¯ Hoạt động 5: Tổng kết và Câu hỏi cuối bài.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
[Ghi nhớ]
ü Đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng hoặc chất khí, đó là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất lỏng và chất khí. 
ü Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các tia nhiệt đi thẳng. Bức xạ nhiệt có thể xảy ra cả trong chân không.
CHẤT
RẮN
LỎNG
KHÍ
CHÂN KHÔNG
Hình thức truyền nhiệt chủ yếu
Dẫn nhiệt
Đối lưu
Đối lưu
Bức xạ nhiệt

- Bản đồ tư duy các hình thức truyền nhiệt:
[Câu hỏi cuối bài]
1. Đối lưu là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất nào?
2. Tất cả các vật nóng nhiều hay ít đều bức xạ nhiệt.
3. Muốn ướp lạnh một lon nước ngọt ta phải đặt đá lạnh ở vị trí như thế nào để lon nước ngọt lạnh nhanh nhất?
4. Chọn hình thứ truyền nhiệt chủ yếu ứng với mỗi hình ảnh.
5. Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các Vật có bề mặt càng . và . thì hấp thụ tia nhiệt càng nhiều.
6. Đối với vùng có khí hậu nóng như nước ta, khi xây nhà cần chú ý điều gì để làm mát tự nhiên cho ngôi nhà?
7. Chọn vào ảnh nếu có sự tham gia của đối lưu:
8. Xem nguyên lý hoạt động của bình nước nóng năng lượng Mặt Trời ở hình bên và hãy cho biết có sự tham gia của hình thức truyền nhiệt chủ yếu nào sau đây:
9. Giữa hai lớp Inox là chân không để ngăn cản sự . Hai mặt đối diện của hai lớp Inox được tráng bạc để . trở lại nước đựng trong phích. Phích được đây nút thật kín để ngăn cản sự truyền nhiệt bằng ..
ra bên ngoài. Nhờ vậy mà bình thuỷ giữ được nước lâu dài.
10. Các hình ảnh trên đèn kéo quân quay được là nhờ:
- Ghi nhận.
- Chất lỏng và chất khí.
- Đúng
- Đặt đá lạnh ở phía trên lon nước ngọt.
Dẫn nhiệt.
Đối lưu.
Bức xạ nhiệt.
- tia nhiệt đi thẳng, sẫm, xù xì.
- Trồng nhiều cây xanh quanh nhà để làm mát không khí xung quanh nhà.
 Không nên có nhiều cửa kính vì chúng ngăn bức xạ nhiệt từ trong nhà ra bên ngoài.
 Có thể tạo giếng trời, ống khói để điều hoà không khí trong nhà.
- Ống khói, giếng trời, gió biển, các dòng hải lưu
- Đối lưu và bức xạ nhiệt.
- dẫn nhiệt, phản xạ các tia nhiệt, đối lưu.
- Đối lưu của chất khí.

¯ Hoạt động 5 : Kết thúc :
- Xem lại bài, làm lại phần câu hỏi cuối bài.
- Tự làm đèn Lava và đèn Kéo quân.
[KẾT THÚC BÀI GIẢNG]