Tài liệu Bài giảng bài sự chuyển thể của các chất vật lý 10

TRƯỜNG THPT GIO LINH TỔ VẬT LÝ BÀI 38: SỰ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC CHẤT ĐẶT VẤN ĐỀ VÀO BÀI: Khi nhiệt độ, áp suất thay đổi, các chất có thể chuyển từ rắn sang lỏng, họăc từ lỏng sang khí và ngược lại. Nước có thể bay hơi họăc đông lại thành nước đá, các kim lọai có thể chảy lỏng và bay hơi. Vậy sự chuyển thể của các chất có đặc điểm gì? Hình ảnh minh họa I. Sự nóng chảy: Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng của các chất gọi là sự nóng chảy. Quá trình chuyển ngược lại từ thể lỏng sang thể rắn của các chất gọi là sự đông đặc. I. Sự nóng chảy: 1. Thí nghiệm: Nhiệt độ a. Đun nóng chảy kim lọai  vẽ 232 C đường biểu diễn sự biến thiên của nhiệt Thiếc rắn độ theo thời gian. Thiếc lỏng 0 Thời gian C1: Dựa vào đồ thị hãy mô tả và nhận xét sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình nóng chảy và đông đặc của thiếc.  Khi đun nóng thiếc  nhiệt độ tăng theo thời gian, đến 2320C thiếc bắt đầu nóng chảy. Trong suốt thời gian nóng chảy nhiệt độ không thay đổi 2320C. Sau khi chảy lỏng hòan toàn thì nhiệt độ lại tiếp tục tăng. I. Sự nóng chảy: 1. Thí nghiệm: b. Kết luận: * Mỗi chất rắn kết tinh (ứng với một cấu trúc tinh thể) có một nhiệt độ nóng chảy không đổi xác định ở mỗi áp suất cho trước. * Các chất rắn vô định hình (thủy tinh, nhựa dẻo, sáp nến, …) không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Nhiệt độ nóng chảy của một số chất: Chất rắn Tc(0C) Ni ken Sắt Thép Đồng đỏ Vàng Bạc Nhôm Chì Thiếc Nước đá 1452 1530 1300 1083 1063 960 659 327 232 0 I. Sự nóng chảy: 2. Nhiệt nóng chảy: Nhiệt lượng cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy gọi là nhiệt nóng chảy của chất rắn đó. Q = λm λ là nhiệt nóng chảy riêng, phụ thuộc vào bản chất của chất rắn, đơn vị đo là: J/Kg I. Sự nóng chảy: 2. Nhiệt nóng chảy: Nhiệt nóng chảy riêng của một chất rắn có độ lớn bằng nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hòan tòan 1kg chất rắn đó ở nhiệt độ nóng chảy. Chất rắn λ (J/Kg) Nước đá Nhôm Sắt Chì Bạc Vàng Thiếc 3,33.105 3,97.105 2,72.105 0,25.105 0,88.105 0,64.105 0,59.105 I. Sự nóng chảy: 3. Ứng dụng: * Đúc các chi tiết máy, đúc tượng, đúc chuông. * Lyện kim. II. Sự bay hơi: Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí ở bề mặt chất lỏng gọi là sự bay hơi. Ngược lại, quá trình chuyển từ thể khí sang thể lỏng gọi là sự ngưng tụ. II. Sự bay hơi: 1. Thí nghiệm: a. * Đổ một lớp nước lên trên mặt đĩa nhôm. Thổi nhẹ lên mặt nước này hoặc hơ nóng đĩa này, ta thấy lớp nước dần biến mất: nước đã bốc thành hơi bay vào không khí. * Nếu đặt bản thủy tinh gần miệng cốc nước nóng, ta thấy trên mặt bản thủy tinh xuất hiện các giọt nước : hơi nước từ cốc bay lên đã bay lên đọng thành nước. II. Sự bay hơi: 1. Thí nghiệm: b. * Nguyên nhân là do một số phân tử chất lỏng ở mặt thoáng có động năng lớn nên thắng được công cản do lực hút của các phận tử chất lỏng nằm trên mặt thoáng để thoát ra khỏi mặt thoáng và trở thành phân tử hơi của chính chất ấy. * Đồng thời khi đó cũng xảy ra cũng xảy ra quá trình ngưng tụ do một số phân tử hơi chuyển động nhiệt hỗn loạn va chạm vào mặt thoáng và bị các phân tử chất lỏng nằm trên mặt thoáng hút. C2: Nhiệt độ của khối chất lỏng khi bay hơi tăng hay giảm? Tại sao? * Khi chất lỏng bay hơi: nhiệt độ tăng  do các phân tử chất lỏng có động năng lớn thóat ra khỏi bề mặt của khối chất lỏng  giảm bớt năng lượng  nhiệt độ của nó giảm. II. Sự bay hơi: 1. Thí nghiệm: c. * Sự ngưng tụ luôn xảy ra kèm theo sự bay hơi. * Nếu số phân tử thóat ra khỏi bề mặt chất lỏng nhiều hơn số phân tử hơi bị hút vào  ta nói chất lỏng bị bay hơi. * Nếu số phân tử hơi bị hút vào nhiều hơn số phân tử chất lỏng thóat khỏi bề mặt chất lỏng  ta nói chất hơi bị ngưng tụ. C3: Tốc độ bay hơi phụ thuộc như thế nào vào nhiệt độ, diện tích bề mặt và áp suất phía trên bề mặt chất lỏng? Tại sao? * Khi nhiệt độ tăng  số phân tử chuyển động nhiệt có động năng lớn càng nhiều  tốc độ bay hơi càng nhanh. * Khi diện tích mặt thóang càng rộng và áp suất hơi trên mặt chất lỏng càng nhỏ  tốc độ bay hơi càng tăng. II. Sự bay hơi: 2. Hơi khô và hơi bão hòa: * 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 – Mariôt. II. Sự bay hơi: 2. Hơi khô và hơi bão hòa: * Khi tốc độ bay hơi bằng tốc độ ngưng tụ, hơi ở phía trên bề 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 – Mariôt, nó chỉ phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng. C4: Tại sao áp suất hơi bão hòa không phụ thuộc thể tích và lại tăng theo nhiệt độ? Khi nhiệt độ tăng  tốc độ bay hơi lớn  áp suất hơi bão hòa tăng. Khi thể tích chứa hơi bão hòa giảm  áp suất hơi bão hòa tăng  làm tăng tốc độ ngưng tụ, giảm tốc độ bay hơi  trạng thái cân bằng động  áp suất hơi bão hòa giữ nguyên.