Dạng bài tập Chất rắn và chất lỏng, sự chuyển thể môn Vật lý lớp 10

Mời các quý thầy cô và các em học sinh cùng tham khảo và tải về chi tiết tài liệu dưới đây:

VII. CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG. SỰ CHUYỂN THỂ
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình
+ Chất rắn kết tinh có cấu trúc tinh thể, do đó có dạng hình học và nhiệt độ nóng chảy xác định. Tinh thể là cấu trúc bởi các hạt (nguyên tử, phân tử, ion) liên kết chặt với nhau bằng những lực tương tác và sắp xếp theo một trật tự hình học không gian xác định gọi là mạng tinh thể, trong đó mỗi hạt luôn luôn dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của nó.
+ Chất rắn kết tinh có thể là chất đơn tinh thể hoặc chất đa tinh thể. Chất rắn đơn tinh thể có tính dị hướng, còn chất rắn đa tinh thể có tính đẵng hướng.
+ Chất rắn vô định hình không có cấu trúc tinh thể, do đó không có dạng hình học xác định, không có nhiệt độ nóng chảy (hoặc đông đặc) xác định và có tính đẵng hướng.
2. Sự nở vì nhiệt của vật rắn.
+ Sự nở vì nhiệt của vật rắn là sự tăng kích thước của vật rắn khi nhiệt độ tăng do bị nung nóng.
+ Độ nở dài của vật rắn tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ t và độ dài ban đầu l0 của vật đó: $∆\mathrm{l}=\mathrm{l}–{\mathrm{l}}_0=\mathrm{\alpha }.{\mathrm{l}}_0.∆\mathrm{t}$
+ Độ nở khối của vật rắn tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ t và thể tích ban đầu V0 của vật đó: $∆\mathrm{v}=\mathrm{v}–{\mathrm{v}}_0=\mathrm{\beta }.{\mathrm{v}}_0.∆\mathrm{t}$ ; với $\mathrm{\beta }\approx 3\mathrm{\alpha }$
3. Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng
+ Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng luôn có phương vuông góc vớiđoạn đương này và tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng, có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng và có độ lớn f tỉ lệ thuận với độ dài l của đoạn đường đó: f = $\mathrm{\sigma }$l.
$\mathrm{\sigma }$ là hệ số căng bề mặt (suất căng bề mặt), đơn vị N/m. Giá trị của $\mathrm{\sigma }$ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất và nhiệt độ của chất lỏng: $\mathrm{\sigma }$ giảm khi nhiệt độ tăng.
+ Bề mặt chất lỏng ở sát thành bình chứa nó có dạng mặt khum lỏm khi thành bình bị dính ướt và có dạng mặt khum lồi khi thành bình không bị dính ướt.
+ Hiện tượng mức chất lỏng trong các ống có đường kính nhỏ luôn dâng cao hơn, hoặc hạ thấp hơn so với bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống gọi là hiện tượng mao dẫn. Các ống nhỏ trong đó xảy ra hiện tượng mao dẫn gọi là ống mao dẫn.

4. Sự chuyển thể của các chất
+ 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.
+ Chất rắn kết tinh (ứng với một cấu trúc tinh thể) có nhiệt độ nóng chảy không đổi xác định ở mỗi áp suất cho trước. Các chất rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định.
+ Nhiệt lượng Q cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy gọi là nhiệt nóng chảy: Q = m;  là nhiệt nóng chảy riêng; đơn vị J/kg.
+ Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) ở bề mặt chất lỏng gọi là sự bay hơi. Quá trình chuyểnngược lại từ thể khí sang thể lỏng gọi là sự ngưng tụ. Sự bay hơi xảy ra ở nhiệt độ bất kỳ và luôn kèm theo sự ngưng tụ.Khi tốc độ bay hơi lớn hơn tốc độ ngưng tụ, áp suất hơi tăng dần và hơi ở phía trên bề mặt chất lỏng là hơi khô. Hơi khô tuân theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt. Khi tốc độ bay hơi bằng tốc độ ngưng tụ, hơi ở phía trên bề mặt chất lỏng là hơi bảo hòa có áp suất đạt giá trị cực đại gọi là áp suất hơi bảo hòa. Áp suất hơi bảo hòa không phụ thuộc thể tích và không tuân theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, nó chỉ phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng.
+ Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) xảy ra ở cả bên trong và trên bề mặt chất lỏng gọi là sự sôi.Mỗi chất lỏng sôi ở nhiệt độ xác định và không đổi.Nhiệt độ sôi của chất lỏng phụ thuộc vào áp suất khí ở trên bề mặt chất lỏng. Áp suất khí càng lớn, nhiệt độ sôi của chất lỏng càng cao.
+ Nhiệt lượng Q cung cấp cho khối chất lỏng trong khi sôi gọi là nhiệt hóa hơi của khối chất lỏng ở nhiệt độ sôi: Q = Lm; L là nhiệt nhiệt hóa hơi có đơn vị đo là J/kg.
5. Độ ẩm của không khí
+ Độ ẩm tuyệt đối a của không khí là đại lượng đo bằng khối lượng hơi nước (tính ra gam) chứa trong 1 m3 không khí.
+ Độ ẩm cực đại A là độ ẩm tuyệt đối của không khí chứa hơi nước bảo hòa, giá trị của nó tăng theo nhiệt độ.Đơn vị của độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm cực đại là g/m3.
+ Độ ẩm tỉ đối f của không khí là đại lượng đo bằng tỉ số phần trăm giữa độ ẩm tuyệt đối a và độ ẩm cực đại A của không khí ở cùng một nhiệt độ: f = a/A.100%.
Độ ẩm tỉ đối f cũng có thể tính gần đúng bằng tỉ số phần trăm giữa áp suất riêng phần p của hơi nước và áp suất pbhcủa hơi nước bảo hòa trong không khí ở cùng một nhiệt độ: f $\approx \frac{\mathrm{p}}{{\mathrm{p}}_{\mathrm{hh}}}.100\%$.100%.
Không khí càng ẩm thì độ ẩm tỉ đối của nó càng cao.
+ Có thể đô độ ẩm của không khí bằng các loại ẩm kế. 

B. CÁC DẠNG BÀI TẬP

* Bài tập
1. Một dây tải điện ở 20 0C có độ dài 1800 m. Xác định độ nở dài của dây tải điện này khi nhiệt độ tăng lên đến 40 0C về mùa hè. Biết hệ số nở dài của dây tải điện là 11,5.10-6 K-1.
2. Một thanh kim loại có chiều dài 20 m ở nhiệt độ 20 0C, có chiều dài 20,015 m ở nhiệt độ 45 0C. Tính hệ số nở dài của thanh kim loại.
3. Mỗi thanh ray của đường sắt ở nhiệt độ 15 0C có độ dài 12,5 m. Nếu hai đầu các thanh ray khi đó chỉ đặt cách nhau 4,5 mm, thì các thanh ray này có thể chịu được nhiệt độ lớn nhất bằng bao nhiêu để chúng không bị uốn cong do tác dụng nở vì nhiệt? Biết hệ số nở dài của mỗi thanh ray là 12.10-6 K-1
4. Ở nhiệt độ 0 0C tổng chiều dài của thanh đồng và thanh sắt là 5 m. Hiệu chiều dài của chúng ở cùng nhiệt độ bất kỳ nào cũng không đổi. Tìm chiều dài của mỗi thanh ở 0 0C. Biết hệ số nở dài của đồng là 18.10-6 K-1, của sắt là 12.10-6 K-1

Xem thêm