Bài 38: Sự chuyển thể của các chất - Vật lý 10

5 trắc nghiệm 14 bài tập SGK

Khi điều kiện tồn tại ( nhiệt độ, áp suất ) thay đổi, các chất có thể chuyển thể từ rắn sang lỏng, hoặc từ lỏng sang khí và ngược lại. Ví dụ như nước có thể bay hơi hoặc đông lại thành nước đá, các kim loại có thể hóa lỏng và bay hơi...

Vậy thì sự chuyển thể ( còn gọi là chuyển pha) của các chất có những đặc điểm gì đặc biệt?

Chúng ta sẽ được biết đến sau khi nghiên cứu nội dung bài học ngày hôm nay. Mời các em cùng nhau tìm hiểu nội dung của Bài 38: Sự chuyển thể của các chất

Tóm tắt lý thuyết

1. Sự nóng chảy.

Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy.

Sự chuyển thể: nóng chảy, đông đặc, hóa hơi, ngưng tụ

Nước đá ở trạng thái rắn bị tan chảy chuyển sang trạng thái lỏng ở điều kiện nhiệt độ \(T>0^oC\)

a. Thí nghiệm.

  • Khảo sát quá trình nóng chảy và đông đặc của các chất rắn ta thấy :

    • Mỗi chất rắn kết tinh có một nhiệt độ nóng chảy xác định ở mỗi áp suất cho trước.

    • Các chất rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định.

    • Đa số các chất rắn, thể tích của chúng sẽ tăng khi nóng chảy và giảm khi đông đặc.

    • Nhiệt độ nóng chảy của chất rắn thay đổi phụ thuộc vào áp suất bên ngoài.

b. Nhiệt nóng chảy.

  • Nhiệt lượng Q cần cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy gọi là nhiệt nóng chảy : \(Q=\lambda .m\)

  • Với \(\lambda\) là nhiệt nóng chảy riêng phụ thuộc vào bản chất của chất rắn nóng chảy, có đơn vị là J/kg.

c. Ứng dụng.

  • Nung chảy kim loại để đúc các chi tiết máy, đúc tượng, chuông, luyện gang thép.

2. Sự bay hơi.

a. Thí nghiệm.

  • Đổ một lớp nước mỏng lên mặt đĩa nhôm. Thổi nhẹ lên bề mặt lớp nước hoặc hơ nóng đĩa nhôm, ta thấy lớp nước dần dần biến mất. Nước đã bốc thành hơi bay vào không khí.

  • Đặt bản thuỷ tinh gần miệng cốc nước nóng, ta thấy trên mặt bản thuỷ tinh xuất hiện các giọt nước. Hơi nước từ cốc nước đã bay lên đọng thành nước.

  • Làm thí nghiệm với nhiều chất lỏng khác ta cũng thấy hiện tượng xảy ra tương tự.

  • Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí ở bề mặt chất lỏng gọi là sự bay hơi. Quá trình ngược lại từ thể khí sang thể lỏng gọi là sự ngưng tụ. Sự bay hơi xảy ra ở nhiệt độ bất kì và luôn kèm theo sự ngưng tụ.

b. Hơi khô và hơi bão hoà.

  • Xét không gian trên mặt thoáng bên trong bình chất lỏng đậy kín :

  • Khi tốc độ bay hơp lớn hơn tốc độ ngưng tụ, áp suất hơi tăng dần và hơi trên bề mặt chất lỏng là hơi khô.

  • Khi tốc độ bay hơi bằng tốc độ ngưng tụ, hơi ở phía trên mặt chất lỏng là hơi bảo hoà có áp suất đạt giá trị cực đại gọi là áp suất hơi bảo hoà.

  • Áp suất hơi bảo hoà không phụ thuộc thể tích và không tuân theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt, nó chỉ phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng.

c. Ứng dụng.

  • Sự bay hơi nước từ biển, sông, hồ, … tạo thành mây, sương mù, mưa, làm cho khí hậu điều hoà và cây cối phát triển.

  • Sự bay hơi của nước biển được sử dụng trong ngành sản xuất muối.

  • Sự bay hơi của amôniac, frêôn, … được sử dụng trong kỉ thuật làm lạnh.

  • Ví dụ về sự bay hơi và sự ngưng tụ

Sự chuyển thể: nóng chảy, đông đặc, hóa hơi, ngưng tụ

Khi đạt đến nhiệt độ  \(100^oC\) nước bắt đầu bay hơi (sự chuyển thể từ lỏng sang khí của chất lỏng)​

Sự chuyển thể: nóng chảy, đông đặc, hóa hơi, ngưng tụ

Khi đêm xuống nhiệt độ trong không khí giảm, hơi nước trong không khí ngưng tụ lại thành những giọt sương.

3. Sự sôi.

Sự chuyển từ thể lỏng sang thể khí xảy ra ở cả bên trong và trên bề mặt chất lỏng gọi là sự sôi.

a. Thí nghiệm.

  • Làm thí nghiệm với các chất lỏng khác nhau ta nhận thấy :

    • Dưới áp suất chuẩn, mỗi chất lỏng sôi ở một nhiệt độ xác định và không thay đổi.

    • Nhiệt độ sôi của chất lỏng phụ thuộc vào áp suất chất khí ở phía trên mặt chất lỏng. Áp suất chất khí càng lớn, nhiệt độ sôi của chất lỏng càng cao.

b. Nhiệt hoá hơi.

  • Nhiệt lượng Q cần cung cấp cho khối chất lỏng trong khi sôi gọi là nhiệt hoá hơi của khối chất lỏng ở nhiệt độ sôi : \(Q=L.m\).

  • Với L là nhiệt hoá hơi riêng phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng bay hơi, có đơn vị là J/kg.

Bài tập minh họa

Bài 1

Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 4 kg nước đá ở \(0^oC\) để chuyển nó thành nước ở \(20^oC\). Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là \(3,4.10^5\) J/kg và nhiệt dung riêng của nước là 4 180 J/(kg.K).

Hướng dẫn giải:

Ta có:

  • Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước đá ở  ở \(0^oC\) để chuyển nó thành nước ở \(0^oC\):

             \(Q_0 = \lambda .m\)

  • Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước ở \(0^oC\) để chuyển nó thành nước ở \(0^oC\):

           \(Q_1 = cm (t_1 - t_o)\)

  • Nhiệt lượng tổng cộng cung cấp cho 4kg nước đá ở ở \(0^oC\) để chuyển nó thành nước ở \(20^oC\) là

 \(Q = Q_0 + Q_1\Rightarrow Q = \lambda m + cm (t_1 - t_o)\)
\(= 3,4.10^5.4 + 4180.4.(20 - 0) = 1694400 J = 1694kJ\)

Bài 2:

Câu nào dưới đây không đúng khi nói về sự nóng chảy của các chất rắn?

A. Mỗi chất rắn kết tinh nóng chảy ở một nhiệt độ xác định không đổi ứng với một áp suất bên ngoài xác định.

B. Nhiệt độ nóng chảy của chất rắn kết tinh phụ thuộc áp suất bên ngoài.

C. Chất rắn kết tinh nóng chảy và đông đặc ở cùng một nhiệt độ xác định không đổi.

D. Chất rắn vô định hình cũng nóng chảy và đông đặc ở cùng một nhiệt độ xác định không đổi.

Hướng dẫn giải:

  • Các chất rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định.

⇒ Chọn D

Lời kết

Qua bài giảng Sự chuyển thể của các chất này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

  • Định nghĩa và nêu được các đặc điểm của sự nóng chảy và sự đông đặc, sự bay hơi và sự ngưng tụ.

  • Phân biệt được hơi khô và hơi bão hòa.

  • Định nghĩa và nêu được đặc điểm của sự sôi.

  • Áp dụng được công thức tính nhiệt nóng chảy của vật rắn và công thức tính nhiệt hóa hơi của chất lỏng để giải các bài tập đã cho trong bài.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Sự chuyển thể của các chất cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. Các em được làm bài thi MIỄN PHÍ để test kiến thức cho bản thân nhé.Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt, chuẩn bị sẵn sàng kiến thức để đạt thành tích cao nhất trong học tập nhé!      

-- Mod Vật Lý 10 HỌC247