Sự Chuyển Thể Của Các Chất

             SỰ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC CHẤT

A)Tóm tắt lý thuyết:

1,Sự nóng chảy:

-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.

-Định nghĩa: Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy.

-Nhiệt nóng chảy: Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn một đơn vị khối lượng của một chất rắn kết tinh ở nhiệt độ nóng chảy gọi là nhiệt nóng chảy riêng (hay gọi tắt là nhiệt nóng chảy).

                                                       Q = $\lambda $m

Trong đó:

+ $\lambda $: nhiệt nóng chảy riêng của chất rắn (J/kg).

+ m: khối lượng của chất rắn.

-Ứng dụng: Nung chảy kim loại để đúc các chi tiết máy, đúc tượng, chuông, luyện gang thép.

2,Sự bay hơi:

-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 bàn thủy tinh gần miệng cốc nước nóng, ta thấy trên mặt bàn thủy 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.

-Định nghĩa: 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.

Lưu ý: Sự bay hơi xảy ra ở nhiệt độ bất kì và luôn kèm theo sự ngưng tụ.

*Hơi khô và hơi bão hòa:

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

+Khi tốc độ bay hơi 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 bão hòa có áp suất đạt giá trị cực đại gọi là áp suất hơi bão hòa.

+Áp suất hơi bão hòa 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.

-Nhiệt hóa hơi: Nhiệt hóa hơi riêng (nhiệt hóa hơi) là nhiệt lượng cần truyền cho một đơn vị khối lượng chất lỏng để nó chuyển thành hơi ở một nhiệt độ xác định.

                                                          Q = Lm

Trong đó:

+ L: nhiệt hóa hơi riêng của chất lỏng (J/kg).

+ m: khối lượng của chất lỏng (kg).

-Ứng dụng:

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

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

+Sự bay hơi của ammoniac, Freon,… được sử dụng trong kĩ thuật làm lạnh.

3,Sự sôi:

-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.

-Định nghĩa: Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) xảy ra cả ở bên trong và trên bề mặt chất lỏng gọi là sự sôi.

Lưu ý:

+Dưới áp suất ngoài xác định, chất lỏng sôi ở nhiệt độ mà tại đó áp suất hơi bão hòa của chất lỏng bằng áp suất ngoài tác dụng lên mặt thoáng khối lỏng.

+Trong quá trình sôi, nhiệt độ của khối lỏng không đổi.

B)Bài tập minh họa:

Câu 1: Chọn phát biểu đúng về sự nóng chảy và đông đặc:

A.Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể rắn gọi là sự nóng cháy. Quá trình chuyển ngược lại từ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự đông đặc.

B.Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí gọi là sự nóng chảy. Quá trình chuyển ngược lại từ thể khí sang thể lỏng gọi là sự đông đặc.

C.Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy. Quá trình chuyển ngược lại từ thể lỏng sang thể rắn gọi là sự đông đặc.

D.Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể khí gọi là sự nóng chảy. Quá trình chuyển ngược lại từ thể khí sang thể rắn gọi là sự đông đặc.

Câu 2: Điều nào sau đây là sai khi nói về sự đông đặc?

A.Sự đông đặc là quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể rắn.

B.Với một chất rắn, nhiệt độ đông đặc luôn nhỏ hơn nhiệt độ nóng chảy.

C.Trong suốt quá trình đông đặc, nhiệt độ của vật không thay đổi.

D.Nhiệt độ đông đặc của các chất thay đổi theo áp suất bên ngoài.

Câu 3: Điều nào sau đây là sai khi nói về nhiệt nóng chảy?

A.Nhiệt nóng chảy của vật rắn là nhiệt lượng cung cấp cho vật rắn trong quá trình nóng chảy.

B.Đơn vị của nhiệt nóng chảy là Jun (J).

C.Các chất có khối lượng bằng nhau thì có nhiệt nóng chảy như nhau.

D.Nhiệt nóng chảy tính bằng công thức: Q = $\lambda $m.

Câu 4: Điều nào sau đây là đúng khi nói về nhiệt nóng chảy riêng của chất rắn?

A.Nhiệt nóng chảy riêng của một chất có độ lớn bằng nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy 1 kg chất đó ở nhiệt độ nóng chảy.

B.Đơn vị của nhiệt nóng chảy riêng là J/kg.

C.Các chất khác nhau thì nhiệt nóng chảy riêng của chúng khác nhau.

D.Cả A, B, C đều đúng.

Câu 5: Tốc độ bay hơi của chất lỏng không phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây? A.Thể tích của chất lỏng.

B.Gió.

C.Nhiệt độ.

D.Diện tích mặt thoáng của chất lỏng.

Câu 6: Điều nào sau đây là sai khi nói về hơi bão hòa?

A.Hơi bão hòa là hơi ở trạng thái cân bằng động với chất lỏng của nó.

B.Áp suất hơi bão hòa không phụ thuộc vào thể tích của hơi.

C.Với cùng một chất lỏng, áp suất hơi bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng thì áp suất hơi bão hòa giảm.

D.Ở cùng một nhiệt độ, áp suất hơi bão hòa của các chất lỏng khác nhau là khác nhau.

Câu 7: Câu nào dưới đây là sai khi nói về áp suất hơi bão hòa?

A.Áp suất hơi bão hòa của một chất đã cho phụ thuộc vào nhiệt độ.

B.Áp suất hơi bão hòa phụ thuộc vào thể tích của hơi.

C.Áp suất hơi bão hòa ở một nhiệt độ đã cho phụ thuộc vào bản chất chất lỏng.

D.Áp suất hơi bão hòa không tuân theo định luật Bôi – lơ – Ma – ri – ôt.

Câu 8: Chọn câu trả lời đúng. Nhiệt nóng chảy riêng của vàng là 62,8.10$^{3}$ J/kg.

A.Khối vàng sẽ tỏa ra nhiệt lượng 62,8.10$^{3}$J khi nóng chảy hoàn toàn.                     B.Mỗi kg vàng cần thu nhiệt lượng 62,8.10$^{3}$J hóa lỏng hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy.

C.Khối vàng cần thu nhiệt lượng 62,8.10$^{3}$J để hóa lỏng.

D.Mỗi kg vàng tỏa ra nhiệt lượng 62,8.10$^{3}$J khi hóa lỏng hoàn toàn.

Câu 9: Tính nhiệt lượng Q cần cung cấp để làm nóng chảy 100g nước đá ở 0$^{0}$C. Biết nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.10$^{5}$J/kg.

A.Q = 0,34.10$^{3}$J                                                            B.Q = 340.10$^{5}$J

C.Q = 34.10$^{7}$J                                                               D.Q = 34.10$^{3}$J

                                                       Hướng dẫn

Nhiệt lượng Q cần cung cấp để làm nóng chảy nước đá là:

Q = $\lambda m=3,{{4.10}^{5}}.100={{340.10}^{5}}$J

Chọn đáp án B.

Câu 10: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước ở 25$^{0}$C chuyển thành hơi ở 100$^{0}$C. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K và nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.10$^{6}$J/kg.

A.25275J                                                                               B.25365J

C.26135J                                                                               D.26474J

                                                         Hướng dẫn

Nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước ở 25$^{0}$C tăng lên 100$^{0}$C là :

${{Q}_{1}}=m.c.\Delta t$ = 3135 KJ

Nhiệt lượng cần cung cấp để 10kg nước đá ở 100$^{0}$C chuyển thành hơi nước ở 100$^{0}$C là: ${{Q}_{2}}=L.m$ = 23000 KJ

Nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước đá ở 25$^{0}$C chuyển thành hơi nước ở 100$^{0}$C là: $Q={{Q}_{1}}+{{Q}_{2}}$ = 26135 J

Chọn đáp án C.               

Câu 11: Tính nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho 0,2kg nước đá ở -20$^{0}$C tan thành nước và sau đó được tiếp tục đun sôi để biến hoàn toàn thành hơi nước ở 100$^{0}$C. Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.10$^{5}$ J/kg ; nhiệt dung riêng của nước đá là 2,09.10$^{3}$ J/kg.K ; nhiệt dung riêng của nước 4,18.10$^{3}$ J/kg.K ; nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.10$^{6}$ J/kg.

A.619,96 kJ                                                                          B.61,996 kJ

C.6199,6 kJ                                                                          D.6,1996 kJ

                                                         Hướng dẫn

Nhiệ lượng cần phải cung cấp để làm cho một cục nước đá có khối lượng 0,2kg ở                           

-20$^{0}$C tan thành nước và sau đó tiếp tục đun sôi để biến hoàn toàn thành hơi nước ở 100$^{0}$C.

$Q={{c}_{d}}.m.({{t}_{0}}-{{t}_{1}})+l.m+{{c}_{n}}.m.({{t}_{2}}-{{t}_{1}})+L.m$ = 619,96 kJ

Chọn đáp án A.

Đáp án:

1	2	3	4	5	6	7	8
C	B	C	D	A	C	B	C

   

   

Bài viết gợi ý:

1. Hiện tượng dính ướt và không dính ướt - Hiện tượng mao dẫn

2. Hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng

3. Sự nở vì nhiệt của chất rắn

4. Chất rắn kết tinh - Chất rắn vô định hình

5. Các nguyên lí của nhiệt động lực học

6. Nội năng và sự biến thiên nội năng

7. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng