Picture of the author
Picture of the author
SGK Vật Lý 10»Chất Rắn Và Chất Lỏng - Sự Chuyển Thể»Bài 38: Sự Chuyển Thể Của Các Chất

Bài 38: Sự Chuyển Thể Của Các Chất

Lý thuyết bài Sự chuyển thể của các chất môn Vật lý 10 bộ sách giáo khoa. Nay chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu lý thuyết và bài tập minh họa một cách đầy đủ, dễ hiểu.

Xem thêm

I. Sự chuyển thể của các chất

1. Khi thay đổi nhiệt độ và áp suất ngoài, thì chất có thể biến đổi từ thể này sang thể khác

+ Giữa thể lỏng và khí có sự hóa hơi và sự ngưng tụ.

+ Giữa thể rắn và lỏng có sự nóng chảy và sự đông đặc.

+ Giữa thể rắn và khí có sự thăng hoa và sự ngưng kết.

2. Sự chuyển thể kéo theo hai hiện tượng đặc trưng

a. Nhiệt chuyển thể

Khi chuyển thể có sự thay đổi cấu trúc đột biến của chất. Do đó khi chuyển thể, khối chất cần phải trao đổi năng lượng với môi trường ngoài dưới dạng truyền nhiệt, đó là nhiệt chuyển thể.

b. Sự biến đổi của thể tích riêng khi chuyển thể

Khi chuyển thể có sự thay đổi cấu trúc đột biến của chất, kéo theo sự biến đổi thể tích riêng (là thể tích ứng với một đơn vị khối lượng của chất)

II. Sự nóng chảy và sự đông đặc

1. Sự nóng chảy

a. Định nghĩa

Sự nóng chảy là quá trình các chất biến đổi từ thể rắn sang thể lỏng.

bai-38-su-chuyen-the-cua-cac-chat-1

b. Nhiệt độ nóng chảy (điểm nóng chảy)

+ Mỗi chất rắn kết tinh nóng chảy ở một  nhiệt độ nhất định ứng với một áp suất ngoài nhất định gọi là nhiệt độ nóng chảy tC. Khi toàn bộ vật rắn đã chuyển sang thể lỏng thì nhiệt độ của khối lỏng này lại  tiếp tục tăng (đường 1).

+ Các chất rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Nhiệt lượng cung cấp cho hệ trong quá trình nóng chảy làm tăng liên tục nhiệt độ khối chất (đường 2).

c. Nhiệt nóng chảy riêng

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. Kí hiệu: λ ; đơn vị J/kg.

+ Nhiệt lượng cần cung cấp cho toàn bộ vật rắn trong suốt quá trình nóng chảy (còn gọi là nhiệt nóng chảy):            

2. Sự đông đặc

là quá trình các chất biến đổi từ thể lỏng sang thể rắn.

+ Khi đang đông đặc thì nhiệt độ khối chất không đổi, nhiệt độ này gọi là nhiệt độ đông đặc. Với một chất nhất định, nhiệt độ đông đặc bằng nhiệt độ nóng chảy.

+ Khi đông đặc, khối lỏng lại tỏa ra nhiệt lượng bằng nhiệt nóng chảy Q = λm.

3. Ứng dụng

Công nghiệp đúc…

III. Sự hóa hơi

Là sự chuyển thể từ thể lỏng sang thể hơi. Sự hoá hơi bao gồm: sự bay hơi và sự sôi.

1. Sự bay hơi của chất lỏng

Sự bay hơi là quá trình hoá hơi xảy ra ở mặt thoáng chất lỏng.

Giải thích: Do chuyển động nhiệt, một số phân tử chất lỏng ở gần mặt thoáng có động năng đủ lớn và hướng ra ngoài thì có thể thắng được lực tương tác giữa các phân tử chất lỏng với nhau mà thoát ra ngoài khối lỏng tạo thành hơi.

2. Nhiệt hóa hơi riêng

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

+ Nhiệt hóa hơi riêng phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng và nhiệt độ mà tại đó khối lỏng bay hơi.

+ Nhiệt lượng cần cung cấp cho một khối chất lỏng trong quá trình hóa hơi ở một nhiệt độ xác định là:

 Q = Lm

IV. Sự ngưng tụ

Sự ngưng tụ là sự chuyển từ thể hơi sang thể lỏng.

Khi ngưng tụ, khối hơi lại tỏa ra nhiệt lượng bằng nhiệt hóa hơi: Q = Lm

1. Hơi bão hoà

a. Trạng thái cân bằng động giữa chất lỏng và hơi

Cho chất lỏng bay hơi trong một bình kín. Khi bay hơi, có những phân tử thoát ra khỏi khối lỏng tạo thành hơi của của chất ấy nằm kề bên trên mặt thoáng khối lỏng. Do chuyển động nhiệt một số phân tử có thể quay trở vào khối lỏng. Khi số phân tử bay ra bằng số phân tử bay vào trong cùng một khoảng thời gian thì ta có trạng thái cân bằng động giữa chất lỏng và hơi.

b. Hơi bão hòa

là hơi ở trạng thái cân bằng động với chất lỏng của nó. Áp suất của hơi này gọi là áp suất hơi bão hòa pbh

c. Tính chất áp suất hơi bão hòa pbh

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

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

+ Với cùng một chất lỏng, áp suất hơi bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ (pbh có giá trị cực đại ở một nhiệt độ nhất định).

2. Hơi khô

là hơi có áp suất nhỏ hơn áp suất hơi bão hòa ở cùng một nhiệt độ.

3. Nhiệt độ tới hạn

Đối với mỗi chất, tồn tại một nhiệt độ gọi là nhiệt độ tới hạn. Ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tới hạn của mỗi chất thì chất đó chỉ tồn tại ở thể khí và không thể hoá lỏng bằng cách nén.

V. Sự sôi

1. Sự sôi

là quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí xảy ra ở cả bên trong và trên bề mặt chất lỏng.

2. Các định luật của sự sôi

+ Dưới áp suất ngoài xác định, chất lỏng sôi ở nhiệt độ mà tại đó áp suất hơi bão hoà 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.

VI. Bài tập luyện tập Sự chuyển thể của các chất của trường Nguyễn Khuyến

Câu 1. Chọn phát biểu sai về sự nóng chảy.

A. Sự nóng chảy là quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng của các chất.

B. Sự nóng chảy thu nhiệt lượng.

C. Trong sự nóng chảy của chất rắn vô định hình nhiệt độ không đổi trong suốt quá trình nóng chảy.

D. Trong sự nóng chảy của chất rắn kết tinh, nhiệt độ của vật không đổi trong suốt quá trình nóng chảy.

Câu 2. Chọn phát biểu sai về sự đông đặc.

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

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

C. Trong sự đông đặc của chất rắn kết tinh, nhiệt độ của vật không đổi trong suốt quá trình đông đặc.

D. Nhiệt độ đông đặc của một chất rắn nhất định phụ thụ áp suất bên ngoài.

Câu 3. Chọn phát biểu đúng khi nói về nhiệt nóng chảy riêng.

A. Nhiệt nóng chảy riêng là nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn 1 kg chất rắn kết tinh ở nhiệt độ nóng chảy.

B. Đơn vị của nhiệt nóng chảy riêng là Jun.

C. Các chất rắn kết tinh đều có nhiệt nóng chảy riêng bằng nhau.

D. Các chất rắn vô định hình có nhiệt nóng chảy xác định.

Câu 4. Chọn phát biểu sai.

A. Sự bay hơi là sự hóa hơi xảy ra ở mặt thoáng của chất lỏng và ở mọi nhiệt độ.

B. Sự sôi là quá trình hóa hơi xảy ra ở mặt thoáng khối lỏng và cả từ trong lòng khối lỏng.

C. Dưới áp suất ngoài xác định, chất lỏng sôi ở một nhiệt độ xác định.

D. Trong quá trình bay hơi, nhiệt độ của khối lỏng tăng dần.

Câu 5. Áp suất hơi bão hòa ứng với một chất lỏng nhất định

A. phụ thuộc vào thể tích của hơi.

B. phụ thuộc vào nhiệt độ.

C. không phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng.

D. phụ thuộc khối lượng của chất lỏng.

Câu 6. Cho nhiệt nóng chảy riêng của nước đá ở 00C là 3,34.105 J/kg. Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 4 kg nước đá ở 00C bằng

A. 133,6.104 J.

B. 13,36.104 J.

C. 3,34.105 J.                  

D. 0,835.105 J.

Câu 7. Cho nhiệt nóng chảy riêng của nhôm ở nhiệt độ nóng chảy (6600C) là 4,0.105 J/kg. Nhiệt lượng tỏa ra khi 100 g nhôm đông đặc ở nhiệt độ đông đặc bằng

A. 4,0.107 J.

B. 6,60.104 J.

C. 6,60.105 J.                  

D. 4,0.104 J.

Câu 8. Cho biết nhiệt hóa hơi của nước ở 1000C là 2,26.106 J/kg. Nhiệt lượng cần thiết để biến 200g nước ở 1000C thành hơi nước ở 1000C là

A. 2,26.106 J.

B. 4,52.105 J.

C. 1,13.107 J.                  

D. 4,52.106 J.

Câu 9. Cho biết nhiệt hóa hơi của nước ở 1000C là 2,26.106 J/kg. Nhiệt lượng tỏa ra khi 500 g hơi nước ở 1000C biến thành nước ở 1000C là

A. 2,26.106 J.

B. 4,52.105J.

C. 1,13.106 J.                  

D. 4,52.106 J

Câu 10. Cho biết nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi riêng của nước là c = 4190 J/kg.K và L = 2,26.106 J/kg. Cần cung cấp một nhiệt lượng để làm cho 200 g nước lấy ở 10oC sôi ở 100oC và 10% khối lượng của nó hóa hơi khi sôi là

A. 8,4.104 J.

B. 120620 J.

C. 1,2.105 J.                    

D. 4,52.106 J

VII. Hướng dẫn giải bài tập luyện tập Sự chuyển thể của các chất

ĐÁP ÁN

Câu 1. C

     + Trong sự nóng chảy của chất rắn vô định hình nhiệt độ tăng liên tục trong quá trình nóng chảy.

Câu 2. B

     + Với một chất rắn nhất định, nhiệt độ động đặc bằng nhiệt độ nóng chảy

Câu 3. A

Câu 4. D

     + Đối với chất lỏng : Khi bay hơi tức các phân tử chất lỏng thoát ra ngoài làm mất đi năng lượng dưới dạng động năng (của phân tử thoát). Dẫn đến nội năng giảm – nhiệt độ giảm.

Câu 5. B

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

+ Với cùng một chất lỏng, áp suất hơi bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ

Câu 6. A

     + Ta có: Q = λm = 1336000 J

Câu 7. D

     + Ta có: Q = λm = 40000 J

Câu 8. B

     + Ta có: Q = Lm = 4,52.105 J

Câu 9. C

     + Ta có: Q = Lm = 1,13.106 J

Câu 10. B

     + Nhiệt lượng nước thu vào để nhiệt độ tăng từ 10oC lên 100oC là Q1 = m.c.(t2 – t1)

     + Nhiệt lượng để 10% nước bị hóa hơi là Q2 = 10%m.L

     + Tổng nhiệt lượng cần cung cấp là Q = Q1 + Q2 = m.c.(t2 – t1) + 10%m.L = 120620 J


Giáo viên biên soạn : Nguyễn Văn Sơn

Đơn vị: Trường THCS - THPT Nguyễn Khuyến

Tác giả: Trường THCS - THPT Nguyễn Khuyến - Tổ Vật Lý

Bài 37: Các Hiện Tượng Bề Mặt Của Chất Lỏng
Bài 39: Độ Ẩm Không Khí