Bài 27. Sự truyền nhiệt

1. Sự dẫn nhiệt

Dẫn nhiệt là sự truyền năng lượng nhiệt từ vùng có nhiệt độ cao sang vùng có nhiệt độ thấp hơn thông qua va chạm giữa các phân tử, nguyên tử.

Dẫn nhiệt là hình thức truyền nhiệt chủ yếu trong chất rắn. Chất lỏng và chất khí dẫn nhiệt kém.

Vật dẫn nhiệt tốt là vật được làm bằng chất dẫn nhiệt tốt. Các kim loại dẫn nhiệt tốt nên chúng thường được dùng làm dụng cụ đun nấu, bàn là, bộ tản nhiệt cho máy móc,..

Vật cách nhiệt tốt là vật được làm bằng chất dẫn nhiệt kém. Len, nhựa, cao su, không khí, cách nhiệt tốt nên chúng được dùng làm trang phục mùa đông, tay cầm của dụng cụ đun nấu, cửa sổ cách nhiệt, ... 

2. Đối lưu

Đối lưu là sự truyền năng lượng nhiệt bởi các dòng chất lỏng hay chất khí từ vùng nóng hơn lên vùng lạnh hơn.

Khi ta đun một ấm nước trên bếp lò, lớp nước ở đáy ấm ở gần ngọn lửa nhận năng lượng nhiệt, nóng lên và nở ra. Lớp nước này có khối lượng riêng giảm nên nó chuyển động lên trên. Lớp nước lạnh phía trên có khối lượng riêng lớn hơn sẽ chuyển động xuống. Các dòng nước dịch chuyển thế chỗ cho nhau này được gọi là các dòng đối lưu.

Quá trình tạo ra các dòng đối lưu giúp truyền năng lượng nhiệt từ ngọn lửa cho toàn bộ nước trong ấm.

Sự truyền nhiệt bằng đối lưu cũng xảy ra trong chất khí. 

Đối lưu là hình thức truyền nhiệt chủ yếu trong chất lỏng và chất khí.

3. Bức xạ nhiệt

Năng lượng từ nguồn nhiệt có thể truyền ra môi trường xung quanh dưới hình thức các tia nhiệt đi thẳng gọi là bức xạ nhiệt.

Khi một vật nhận được bức xạ nhiệt thì nó nóng lên.

Mặt Trời truyền năng lượng đến Trái Đất là nhờ bức xạ nhiệt. Giữa Mặt Trời và Trái Đất là khoảng chân không, do đó không có những hình thức truyền nhiệt khác. Bức xạ nhiệt có thể truyển trong chân không.

Nhà kính là nhà có mái che bằng kính để trồng cây bên trong.

Bức xạ nhiệt từ Mặt Trời truyền đến xuyên vào nhà kính,. Do cấu trúc của nhà kính nên phần lớn bức xạ nhiệt từ bên trong bị giữ lại. Kết quả là nhiệt độ bên trong nhà kính tăng lên và cao hơn nhiệt độ bên ngoài. Như vậy, nhà kính có tác dụng giữ lại bức xạ nhiệt từ Mặt Trời và mặt đất nhiều hơn, giúp cây trồng phát triển tươi tốt.

Tác dụng giữ bức xạ nhiệt của nhà kính được gọi là hiệu ứng nhà kính (greenhouse effect).

Hằng ngày, Trái Đất nhận một lượng lớn bức xạ nhiệt từ Mặt Trời truyền đến. Đồng thời, Trái Đất cũng bức xạ nhiệt vào không gian. Tuy nhiên, bầu khí quyển chứa nhiều CO₂ của Trái Đất có tác dụng như một mái kính, giữ lại bức xạ nhiệt của Trái Đất, làm mặt đất và không khí xung quanh nóng lên.

Hiện tượng Trái Đất nóng lên do khí CO₂, hơi nước và các chất khí khác (gọi chung là khí nhà kính) giữ lại bức xạ nhiệt của mặt đất được gọi là hiệu ứng nhà kính khí quyển, hay gọi tắt là hiệu ứng nhà kính.

Hiệu ứng nhà kính được cho là nguyên nhân của sự nóng lên toàn cầu hiện nay.