Vì sao những khối trong đèn dung nham liên tục nổi lên rồi chìm xuống?
Khoa học tự nhiên 8 – phần Vật lý • Khám phá mở rộng
Những khối trong đèn dung nham nổi lên rồi chìm xuống vì nhiệt độ làm khối lượng riêng của chúng thay đổi so với chất lỏng xung quanh. Vùng gần nguồn nhiệt giúp chúng nở và có thể nổi; ở vùng mát hơn, chúng nguội và có thể chìm trở lại. Đây là một hệ được cấp năng lượng, không phải chuyển động tự duy trì mãi sau khi ngắt điện. [1]
Nhẹ hơn theo nghĩa nào?
Một lượng vật liệu nở ra có thể giữ gần nguyên khối lượng nhưng chiếm thể tích lớn hơn. Khối lượng riêng vì thế giảm. Không nên nói mỗi lần nóng lên khối sáp tự mất một phần vật chất rồi tạo lại khi lạnh.
Thành phần trong đèn được chọn để có sự chênh khối lượng riêng phù hợp. Cả hai pha đều có thể thay đổi khi nóng; điều quan trọng là quan hệ giữa chúng, không chỉ biết riêng sáp có nở.
Tách riêng để nhìn được vòng chuyển động
Vật liệu dạng sáp và chất lỏng nền không trộn hoàn toàn trong điều kiện làm việc. Các khối vì thế còn những mặt phân cách mà ta nhìn thấy. Tên “dung nham” nói hình ảnh gợi nhớ, không có nghĩa bên trong là đá núi lửa nóng chảy.
Nguồn nhiệt ở phía dưới và sự mất nhiệt ở những vùng khác giúp duy trì khác biệt nhiệt độ. Vật liệu nổi tới vùng mát hơn có thể nguội, giảm thể tích tương đối và trở về phía dưới. [1]
Không có một chiếc đồng hồ bên trong
Kích thước khối, nhiệt độ và dòng chất lỏng ảnh hưởng tốc độ. Các khối còn đổi hình, nhập hoặc tách, nên không cần có một chu kỳ giống nhau cho mọi khối và mọi đèn.
Quan sát này nối sự nở vì nhiệt với lực nổi: cùng một vật liệu có thể đổi cách chuyển động khi trạng thái nhiệt đổi. Tuy nhiên mọi hỗn hợp sáp–nước bất kỳ không tự tạo đúng hiệu ứng; thành phần và thiết kế phải phù hợp.
Kết nối với bài học
Bài học nền tảng: Sự nở vì nhiệt.
Đọc thêm: Khối lượng riêng liên hệ điều kiện nổi chìm thế nào.
Chương trình Khoa học tự nhiên 8 – phần Vật lý · Trợ lý AI Ước Mơ Lớn.