Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu thuộc bộ tài liệu dạy thêm lớp 10. Sử dụng cho giáo viên giảng dạy có đầy đủ tóm tắt lí thuyết_ Bài tập ví dụ mẫu_ Bài tập tự giải_Bài tập trắc nghiệm. Tất cả các bài đều có lời giải chi tiết giúp học sinh tự học nâng cao trình độ
CHƯƠNG VII CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ BÀI 34 CHẤT RẮN KẾT TINH CHẤT RẮN VÔ ĐỊNH HÌNH A KIẾN THỨC CẦN NHỚ Chất rắn kết tinh Có dạng hình học, có cấu trúc tinh thể Cấu trúc tinh thể Cấu trúc tinh thể cấu trúc tạo hạt liên kết chặt chẻ với lực tương tác và xếp theo trật tự hình học khơng gian xác định gọi mạng tinh thể, hạt ln dao động nhiệt quanh vị trí cân Các đặc tính chất rắn kết tinh - Các chất rắn kết tinh cấu tạo từ loại hạt, cấu trúc tinh thể không giống tính chất vật lí chúng khác - Mỗi chất rắn kết tinh ứng với cấu trúc tinh thể có nhiệt độ nóng chảy xác định khơng dổi áp suất cho trước - Chất rắn kết tinh chất đơn tinh thể chất đa tinh thể + Chất rắn đơn tinh thể: cấu tạo từ tinh thể, có tính dị hướng Ví dụ: hạt muối ăn, viên kim cương… A TRẮC NGHIỆM CỦNG CỐ Bài 7.1 Chất rắn sau thuộc dạng chất rắn vơ định hình? A Muối ăn B Kim loại C Hợp kim D Nhựa đường Bài 7.2 Tính dị hướng vật A tính chất vật lí theo hướng khác khác B kích thước vật theo hướng khác khác C hình dạng vật theo hướng khác khác D nhiệt độ vật theo hướng khác khác Bài 7.3 Đặc điểm không liên quan đến chất rắn kết tinh? A Có dạng hình học xác định B Có cấu trúc tinh thể C Có nhiệt độ nóng chảy khơng xác định.D Có nhiệt độ nóng chảy xác định Bài 7.4 Câu nói đặc tính chất rắn kết tinh khơng đúng? A Có thể có tính dị hướng tính đẵng hướng B Có cấu trúc tinh thể C Có nhiệt độ nóng chảy xác định D Khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định Bài 7.5 Đặc tính chất rắn đơn tinh thể? A Đẳng hướng nóng chảy nhiệt độ không xác định B Dị hướng nóng chảy nhiệt độ xác định 83 C Dị hướng nóng chảy nhiệt độ khơng xác định D Đẳng hướng nóng chảy nhiệt độ xác định Bài 7.6 Đặc tính chất rắn đa tinh thể? A Đẳng hướng nóng chảy nhiệt độ khơng xác định B Dị hướng nóng chảy nhiệt độ xác định C Dị hướng nóng chảy nhiệt độ khơng xác định D Đẳng hướng nóng chảy nhiệt độ xác định Bài 7.7 Đặc tính chất rắn vơ định hình? A Đẳng hướng nóng chảy nhiệt độ khơng xác định B Dị hướng nóng chảy nhiệt độ xác định C Dị hướng nóng chảy nhiệt độ khơng xác định D Đẳng hướng nóng chảy nhiệt độ xác định Bài 7.8 Phân loại chất rắn theo cách ? A Chất rắn đơn tinh thể chất rắn vơ định hình B Chất rắn kết tinh chất rắn vơ định hình C Chất rắn đa tinh thể chất rắn vô định hình D Chất rắn đơn tinh thể chất rắn đa tinh thể Bài 7.9 Đặc điểm tính chất liên quan đến chất rắn vô định hình ? A Có dạng hình học xác định B Có cấu trúc tinh thể C Có tính dị hướng D Khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định Bài 35: BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN (Đọc thêm Giảm tải) 84 Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN A KIẾN THỨC CẦN NHỚ Sự nở dài - Sự tăng độ dài vật rắn nhiệt độ tăng gọi nở dài nhiệt - Độ nở dài ∆l vật rắn hình trụ đồng chất tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ ∆t độ dài ban đầu l o vật ∆l = l – lo = αlo∆t Trong đó: + ∆l = l – lo độ nở dài vật rắn (m) + lo chiều dài vật rắn nhiệt độ to + l chiều dài vật rắn nhiệt độ t -1 + α hệ số nở dài vật rắn, phụ thuộc vào chất liệu vật rắn (K ) + ∆t = t – to độ tăng nhiệt độ vật rắn ( C hay K) + to nhiệt độ đầu + t nhiệt độ sau Sự nở khối Sự tăng thể tích vật rắn nhiệt độ tăng gọi nở khối Độ nở khối vật rắn đồng chất đẳng hướng xác định theo công thức : ∆V = V – Vo = βVo∆t Trong đó: + ∆V = V – Vo độ nở khối vật rắn (m ) + Vo thể tích vật rắn nhiệt độ to + V thể tích vật rắn nhiệt độ t -1 + β hệ số nở khối, β ≈ 3α có đơn vị K + ∆t = t – to độ tăng nhiệt độ vật rắn ( C hay K) + to nhiệt độ đầu + t nhiệt độ sau Ứng dụng Phải tính tốn để khắc phục tác dụng có hại nở nhiệt Lợi dụng nở nhiệt để lồng ghép đai sắt vào bánh xe, để chế tạo băng kép dùng làm rơle đóng ngắt điện tự động, A CÁC DẠNG BÀI TẬP Bài tập nở nhiệt vật rắn Phương pháp Để tìm đại lượng có liên quan đến nở nhiệt của vật rắn ta viết biểu thức liên hệ đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm Các cơng thức + Độ nở dài vật rắn: ∆l = l – l0 = αl0∆t + Độ nở diện tích vật rắn: ∆S = S – S0 = 2αS0∆t + Độ nở khối vật rắn: ∆V = V – V0 = βV0∆t; với β ≈ 3α 85 Các ví dụ Ví dụ Một dây tải điện 20 0C có độ dài 1800 m Xác định độ nở dài dây tải điện nhiệt độ tăng lên đến 40 0C mùa hè Biết hệ số nở dài dây tải điện 11,5.10-6 K-1 Lời giải : Độ nở dài dây tải điện: ∆l = αl0∆t = 0,414 m = 41,4 cm Ví dụ Một kim loại có chiều dài 20 m nhiệt độ 20 0C, có chiều dài 20,015 m nhiệt độ 45 0C Tính hệ số nở dài kim loại Hệ số nở dài kim loại: α = Lời giải : l − l0 = 3.10-5 K-1 l0 ∆t Ví dụ Mỗi ray đường sắt nhiệt độ 15 0C có độ dài 12,5 m Nếu hai đầu ray đặt cách 4,5 mm, ray chịu nhiệt độ lớn để chúng không bị uốn cong tác dụng nở nhiệt? Biết hệ số nở dài ray 12.10-6 K-1 Lời giải : Ta có: ∆t = ∆l = 30 Nhiệt độ lớn mà ray không bị uốn cong tác dụng nở αl0 nhiệt ∆t + t0 = 45 0C Ví dụ Ở nhiệt độ 0C tổng chiều dài đồng sắt m Hiệu chiều dài chúng nhiệt độ khơng đổi Tìm chiều dài 0C Biết hệ số nở dài đồng 18.10-6 K-1, sắt 12.10-6 K-1 Lời giải : Chiều dài t 0C: ld = l0d + l0dαdt; ls = l0s + l0sαst Hiệu chiều dài chúng: ld – ls = l0d + l0dαdt – l0s – l0sαst Vì hiệu chiều dài nhiệt độ nên: ld – ls = l0d – l0s (l0dαd – l0sαs)t = l0dαd – l0sαs = l0dαd – (l0 – l0d)αs = l0d = l0α s = m; l0s = l0 – l0d = m αd + αs Ví dụ Tìm nhiệt độ nhơm phẵng, biết diện tích tăng thêm 900 mm nung nóng Cho biết diện tích nhôm 0C 1,5 m2, hệ số nở dài nhôm 24.10-6 K-1 Lời giải : 86 Nhiệt độ nhôm: t = ∆S = 1250 0C 2αS Ví dụ Ở 0C, nhơm sắt có tiết diện ngang nhau, có chiều dài 80 cm 80,5 cm Hỏi nhiệt độ chúng có chiều dài nhiệt độ chúng tích Biết hệ số nở dài nhôm 24.10-6 K-1, sắt 14.10-6 K-1 Lời giải : Nhiệt độ để chiều dài chúng nhau: l0nh(1 + αnht) = l0s(1 + αst) t = l0 s − l0 nh = 630 0C l0 nhα nh − l0 sα s Nhiệt độ để thể tích chúng nhau: S0l0nh(1 + 3αnht) = S0l0s(1 + 3αst) t = l0 s − l0 nh = 210 0C l0 nh 3α nh − l0 s 3α s Ví dụ Một bể bê tơng có dung tích m 0C Khi 30 0C dung tích tăng thêm 2,16 lít Tính hệ số nở dài bê tông Lời giải : Hệ số nở dài bê tông: ∆V = 3αV0∆t α = ∆V = 12.10-6 K-1 3V0 ∆t Bài tập vận dụng Bài 7.10: Một ray dài 10m lắp đường sắt 20 0C Phải để hở đầu bề rộng để nhiệt độ nóng lên đến 600C đủ chỗ cho ray dãn ra? α = 12.10−6 K −1 …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 7.11: Buổi sáng nhiệt độ 150C, chiều dài thép 10m Hỏi buổi trưa nhiệt độ 300C chiều dài thép bao nhiêu? …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 7.12: Một nhơm HCN có kích thước 2m x 1m 00C Đốt nóng nhơm tới 4000C diện tích nhơm bao nhiêu? α = 25.10−6 K −1 87 …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 7.13: Một ấm đồng thau có dung tích lít 300C Dùng ấm đun nước sơi dung tích ấm 3,012 lít Hệ số nở dài đồng thau bao nhiêu? …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Bài 7.14: Một nhôm thép 00C có độ dài l0 Khi đun nóng tới 1000C độ dài hai chênh 0,5mm Hỏi độ dài l0 00C bao nhiêu? α N = 24.10−6 K −1 , α T = 12.10−6 K −1 …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Bài 7.15: Vàng có khối lượng riêng 1,93.104 kg/m3 200C Hệ số nở dài vàng 14,3.106 -1 K Tính khối lượng riêng vàng 900C …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 7.16: Một cầu đồng thau có R = 50cm t = 250C Tính thể tích cầu nhiệt độ 600C Biết hệ số nở dài α = 1,8.10−5 K −1 …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Bài 7.17: Tìm độ nở khối cầu nhơm bán kính 40cm đun nóng từ 00C đến 1000C, biết α = 24.10−6 K −1 …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Bài 7.18: Tính khối lượng riêng sắt 10000C, biết khối lượng riêng 00C 7,8.103kg/m3 Cho α = 1, 2.10−5 K −1 88 …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Bài 7.19: Tính khối lượng riêng đồng thau 5000C, biết khối lượng riêng đồng thau 00C 8,7.103kg/m3, α = 1,8.10−5 K −1 …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… C TRẮC NGHIỆM CỦNG CỐ Bài 7.20: Độ nở dài vật rắn không phụ thuộc vào: A độ tăng nhiệt độ B chất vật C chiều dài ban đầu D nhiệt độ vật Bài 7.21: Độ nở dài tỷ đối kim loại không phụ thuộc vào: A độ tăng nhiệt độ B chất vật C chiều dài ban đầu D A, B C Bài 7.22: Ứng dụng sau tượng nở nhiệt: A ống dẫn thường có chỗ uốn cong B dây dẫn điện thường căng chùng C hai ray đường sắt có khe hở D cốc thủy tinh bị nóng lên rót nước nóng vào Bài 7.23: Hiện tượng sau nở nhiệt gây ra: A kim loại bị uốn cong B kim loại bị kéo dãn C cốc thủy tinh bị vỡ rót nước nóng vào D nước đọng lại bên cốc nước đá Bài 7.24: Nguyên tắc hoạt động tượng sau không liên quan đến nở nhiệt: A role nhiệt B nhiệt kế kim loại C kép D đồng hồ điện tử Bài 7.25: Ở C, kích thước vật 2mx2mx2m Hệ số nở dài vật 9,5.10 -6K-1 Thể tích vật 500C bằng: A 8,0144m3 B 8,0038m3 C 8,000m3 D 7,9856m3 Bài 7.26: Một vật kim loại có hệ số nở dài α Gọi V V thể tích vật nhiệt độ t0 t0 + ∆t Tỷ số V − V0 có giá trị: V0 α∆t Bài 7.27: Một thước thép 20 0C có độ dài 1000 mm Khi nhiệt độ tăng lên 40 0C, thước thép dài thêm bao nhiêu? Biết hệ số nở dài thép 11.10-6 K-1 A α∆t A 2,4 mm C 3V0α∆t B 3α∆t B 3,2 mm C 0,242 mm D 4,2 mm 89 D Bài 7.28: Khối lượng riêng sắt 800 0C bao nhiêu? Biết khối lượng riêng 0 C 7,8.103 kg/m3 hệ số nở dài sắt 11.10-6 K-1 A 7,900.103 kg/m3 B 7,599.103 kg/m3 C 7,857.103 kg/m3 D 7,485.103 kg/m3 Bài 7.29: Một nhôm thép 0C có độ dài Khi nung nóng tới 100 0C độ dài hai chênh 0,5 mm Xác định độ dài hai 0C Biết hệ số nở dài nhôm 24.10-6 K-1 thép 12.10-6 K-1 A 417 mm B 500 mm C 250 mm D 1500 mm Bài 7.30: Một đồng hình vng 0C có cạnh dài 50 cm Cần nung nóng tới nhiệt độ t để diện tích đồng tăng thêm 16 cm ? Biết hệ số nở dài đồng 17.10 -6 K1 A 500 0C B 188 0C C 800 0C D 100 0C Bài 37 : CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG A KIẾN THỨC CẦN NHỚ Hiện tượng căng bề mặt chất lỏng a Thí nghiệm Chọc thủng màng xà phòng bên vòng dây ta thấy vòng dây căng tròn Hiện tượng cho thấy bề mặt màng xà phòng có lực nằm tiếp tuyến với bề mặt màng kéo căng theo phương vng góc với vòng dây Những lực kéo căng bề mặt chất lỏng gọi lực căng bề mặt chất lỏng b Lực căng bề mặt Lực căng bề mặt tác dụng lên đoạn đường nhỏ bề mặt chất lỏng ln ln có phương vng góc với đoạn đường tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng, có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng có độ lớn tỉ lệ thuận với độ dài đoạn đường : f = σl Với σ hệ số căng mặt ngồi, có đơn vị N/m 90 Hệ số σ phụ thuộc vào chất nhiệt độ chất lỏng : σ giảm nhiệt độ tăng c Ứng dụng Nhờ có lực căng mặt ngồi nên nước mưa lọt qua lổ nhỏ sợi vải căng ô dù mui bạt ơtơ Hồ tan xà phòng vào nước làm giảm đáng kể lực căng mặt nước, nên nước xà phòng dễ thấm vào sợi vải giặt để làm sợi vải, … Lực căng mặt ngồi tác dụng lên vòng thí nghiệm 37.2 : Fc = σ.2πd Với d đường kính vòng dây, πd chu vi vòng dây Vì màng xà phòng có hai mặt phải nhân đơi Xác định hệ số căng mặt ngồi thí nghiệm : Số lực kế bắt đầu nâng vòng nhơm lên : F = Fc + P => Fc = F – P Fc Mà Fc = σπ(D + d) => σ = π (D + d ) Hiện tượng dính ướt khơng dính ướt a Thí nghiệm Giọt nước nhỏ lên thuỷ tinh bị lan rộng thành hình dạng bất kỳ, nước dính ướt thuỷ tinh Giọt nước nhỏ lên thuỷ tinh phủ lớp nilon vo tròn lại bị dẹt xuống tác dụng trọng lực, nước khơng dính ướt với nilon Bề mặt chất lỏng sát thành bình chứa có dạng mặt khum lỏm thành bình bị dính ướt có dạng mặt khum lồi thành bình khơng bị dính ướt b Ứng dụng Hiện tượng mặt vật rắn bị dính ướt chất lỏng ứng dụng để làm giàu quặng theo phương pháp “tuyển nổi” Hiện tượng mao dẫn a Thí nghiệm Nhúng ống thuỷ tinh có đường kính nhỏ vào chất lỏng ta thấy: + Nếu thành ống bị dính ướt, mức chất lỏng bên ống dâng cao bề mặt chất lỏng ống bề mặt chất lỏng ống có dạng mặt khum lỏm + Nếu thành ống khơng bị dính ướt, mức chất lỏng bên ống hạ thấp bề mặt chất lỏng ống bề mặt chất lỏng ống có dạng mặt khum lồi + Nếu có đường kính nhỏ, mức độ dâng cao hạ thấp mức chất lỏng bên ống so với bề mặt chất lỏng bên ống lớn Hiện tượng mức chất lỏng bên ống có đường kính nhỏ ln dâng cao hơn, hạ thấp so với bề mặt chất lỏng bên ống gọi tượng mao dẫn Các ống xảy tượng mao dẫn gọi ống mao dẫn Hệ số căng mặt ngồi σ lớn, đường kính ống nhỏ mức chênh lệch chất lỏng ống ống lớn b Ứng dụng Các ống mao dẫn rễ thân dẫn nước hoà tan khống chất lên ni Dầu hoả ngấm theo sợi nhỏ bấc đèn đến bấc để cháy B CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN 91 Bài tập lực căng bề mặt chất lỏng Phương pháp Lực căng mặt ngoài: f = σl Với σ (N/m) hệ số căng mặt ngoài; l đường giới hạn mặt Trường hợp khung dây mãnh mãnh có chu vi l nhúng vào chất lỏng chịu tác dụng lực căng mặt ngồi f = σ2l lực căng mặt ngồi tác dụng vào hai phía khung Để tìm đại lượng có liên quan đến lực căng bề mặt ta viết biểu thức liên hệ đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm Các ví dụ Ví dụ Một vành khun mỏng có đường kính 34 mm, đặt nằm ngang treo vào đầu lò xo để thẳng đứng Nhúng vành khuyên vào cốc nước, cầm đầu lò xo kéo vành khuyên khỏi nước, ta thấy lò xo dãn thêm 32 mm Tính hệ số căng mặt ngồi nước Biết lò xo có độ cứng 0,5 N/m Lời giải Vành khuyên bắt đầu kéo khỏi mặt nước lực đàn hồi lực căng mặt ngoài: k∆l Fdh = Fc hay k∆l = σ2πd σ = = 74,9.10-3 N/m 2πd Ví dụ Nhúng khung hình vng cạnh dài 8,75 cm, có khối lượng g vào rượu kéo lên Tính lực kéo khung lên Biết hệ số căng mặt rượu 21,4.10-3 N/m Lời giải Lực kéo khung lên: Fk = P + Fc = m.g + σ.2.4.a = 0,035 N Ví dụ Một vòng xuyến có đường kính ngồi 44 mm đường kính 40 mm Trọng lượng vòng xuyến 45 mN Lực bứt vòng xuyến khỏi bề mặt glixêrin 20 0C 64,3 mN Tính hệ số căng mặt glixêrin nhiệt độ Lời giải Lực kéo vòng xuyến lên: Fk − P Fk = P + σ.π(d1 + d2) σ = = 73.10-3 N π (d1 + d ) Ví dụ Một vòng nhơm hình trụ rổng có bán kính cm, bán kính ngồi 3,2 cm, chiều cao 12 cm đặt nằm ngang nước Tính độ lớn lực cần thiết để nâng vòng khỏi mặt nước Biết trọng lượng riêng nhôm 28.10 N/m3; suất căng mặt nước 73.10 -3 N/m; nước dính ướt nhơm Lời giải Lực cần thiết để nâng vòng nhơm lên: F = P + σ.2π(r1 + r2) = hπ(r 22 - r 12 )ρ + σ.2π(r1 + r2) = 0,0114 N Ví dụ Để xác định suất căng mặt rượu người ta làm sau: Cho rượu vào bình, chảy ngồi theo ống nhỏ giọt thẳng đứng có đường kính mm Thời gian giọt rơi sau giọt giây Sau thời gian 780 giây có 10 g rượu chảy Tính suất căng mặt ngồi rượu Lấy g = 10 m/s2 Lời giải Khi trọng lượng giọt rượu lực căng mặt tác dụng lên giọt rượu rơi xuống nên: 92 3,4.105J/kg Nhiệt dung riêng nhôm 880J/kg.K nước 4180J/kg.K Bỏ qua mát nhiệt độ nhiệt truyền bên nhiệt lượng kế Bài 7.59: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá -10 oC chuyển thành nước 0oC Cho biết nhiệt dung riêng nước đá 2090J/kg.K nhiệt nóng chảy riêng nước đá 3,4.105J/kg Bài 7.60: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước 25 oC chuyển thành 100oC Cho biết nhiệt dung riêng nước 4180J/kg.K nhiệt hóa riêng nước 2,3.106J/kg Bài 7.61: Tính nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho 0,2kg nước đá -20 oC tan thành nước sau tiếp tục đun sơi để biến hồn tồn thành nước 100 oC Nhiệt nóng chảy riêng nước đá 3,4.10 5J/kg, nhiệt dung riêng nước đá 2,09.10 3J/kg.K, nhiệt dung riêng nước 4,18.103J/kg.K, nhiệt hóa riêng nước 2,3.106J/kg 101 Bài 7.62: lấy 0,01kg nước 100 0C cho ngưng tụ bình nhiệt lượng kế chứa 0,2kg nước 9,50C nhiệt độ cuối 400C, cho nhiệt dung riêng nước c = 4180J/kg.K Tính nhiệt hóa nước C TRẮC NGHIỆM CỦNG CỐ Bài 7.63: Sự biến đổi chất từ thể rắn sang thể khí gọi là: A bay B hóa C sôi D thăng hoa Bài 7.64: Sự chuyển chất từ thể khí sang thể rắn gọi : A đông đặc B ngưng tụ C ngưng kết D kết tinh Bài 7.65: Trong q trình chuyển thể chất: A ln có trao đổi nhiệt với mơi trường B ln nhận nhiệt lượng từ môi trường C không trao đổi nhiệt với mối trường D có khơng trao đổi nhiệt Bài 7.66: Nhiệt lượng sau nhiệt chuyển thể: A nhiệt lượng nước đá nhận vào để tăng nhiệt độ từ âm đến 00C B nhiệt lượng nước thu vào hóa nhiệt độ sơi C nhiệt lượng nước tỏa ngưng tụ D nhiệt lượng nước đá nhận vào tan thành nước 00C Bài 7.67: Sự sôi bay khác chỗ : A áp suất định, sơi xảy nhiệt độ bay xảy nhiệt độ sôi B sơi xảy lòng chất lỏng bay xảy bề mặt chất lỏng C q trình sơi có hấp thụ nhiệt q trình bay khơng có hấp thụ nhiệt D sơi gọi hóa bay khơng phải hóa Bài 7.68: Tốc độ bay chất lỏng không phụ thuộc vào : A áp suất mặt thống B diện tích mặt thống C gió D độ sâu chất lỏng Bài 7.69 Chọn phát biểu sai : A chất rắn kết tinh có nhiệt độ nóng chảy xác định khơng đổi suốt q trình nóng chảy B chất rắn vơ định hình cấp nhiệt mềm dần chảy C chất rắn vơ định hình khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định D nhiệt độ nóng chảy chất rắn kết tinh khác Bài 7.70: Chọn phát biểu sai : A Nhiệt nóng chảy riêng chất nhiệt độ cần cung cấp cho 1kg chất nóng chảy hồn tồn nhiệt độ nóng chảy B Nhiệt nóng chảy riêng chất phụ thuộc vào chất chất đó, có giá trị khác chất rắn khác 102 C Nhiệt nóng chảy riêng chất rắn kết tinh lớn nhiệt nóng chảy riêng chất rắn vơ định hình D Đơn vị nhiệt nóng chảy riêng J/kg Bài 7.71: Ở nhiệt độ, so với áp suất bão hòa áp suất khơ ln: A lớn B nhỏ C D lớn hơn, nhỏ Bài 7.72: Nhiệt độ sôi chất lỏng không phụ thuộc vào : A chất chất lỏng B áp suất bề mặt chất lỏng C thể tích khối chất lỏng D ba yếu tố Bài 7.73: Khi lên đỉnh núi cao, luộc trứng khơng chín do: A đỉnh núi lạnh mặt đất B nhiệt lượng cung cấp cho nước khơng đủ làm chín trứng C đỉnh núi, đun nước khơng sơi D áp suất khí giảm làm nhiệt độ sôi nước giảm Bài 7.74 Tính nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hồn tồn cục nước đá có khối lượng 400 g Biết nhiệt nóng chảy riêng nước đá 34.104 J/kg A 13,6.104 J/kg B 27,3.104 J/kg C 6,8.104 J/kg D 1,36.104 J/kg Bài 7.75 Nhiệt nóng chảy riêng đồng 1,8.105 J/kg Câu đúng? A Khối đồng tỏa nhiệt lượng 1,8.105 J nóng chảy hồn tồn B Mỗi kilơgam đồng cần thu nhiệt lượng 1,8.10 J để hóa lỏng hồn tồn nhiệt độ nóng chảy C Khối đồng cần thu nhiệt lượng 1,8.105 J để hóa lỏng D Mỗi kilơgam đồng tỏa nhiệt lượng 1,8.105 J hóa lỏng hồn tồn Bài 7.76 Tính nhiệt lượng cần cung cấp để làm hóa hồn tồn kg nước 20 0C Biết nhiệt độ sôi, nhiệt dung riêng nhiệt hóa riêng nước 100 0C, 4200 J/kg.K 2,3.106 J/kg A 2,636.106 J B 5,272.106 J C 26,36.106 J D 52,72.106 J Bài 39 : ĐỘ ẨM CỦA KHƠNG KHÍ A KIẾN THỨC CẦN NHỚ Độ ẩm tuyệt đối độ ẩm cực đại a Độ ẩm tuyệt đối Độ ẩm tuyệt đối a khơng khí đại lượng đo khối lượng nước tính gam chứa 1m3 khơng khí 103 Đơn vị độ ẩm tuyệt đối g/m3 b Độ ẩm cực đại Độ ẩm cực đại A độ ẩm tuyệt đối khơng khí chứa nước bảo hoà Giá trị độ ẩm cực đại A tăng theo nhiệt độ Đơn vị độ ẩm cực đại g/m3 Độ ẩm tỉ đối Độ ẩm tỉ đối f khơng khí đại lượng đo tỉ số phần trăm độ ẩm tuyệt đối a độ ẩm cực đại A khơng khí nhiệt độ : a f = 100% A tính gần tỉ số phần trăm áp suất riêng phần p nước áp suất p bh nước bảo hoà khơng khí nhiệt độ p f= 100% pbh Khơng khí ẩm độ ẩm tỉ đối cao Có thể đo độ ẩm khơng khí ẩm kế : Am kế tóc, ẩm kế khơ – ướt, ẩm kế điểm sương Ảnh hưởng độ ẩm khơng khí Độ ẩm tỉ đối khơng khí nhỏ, bay qua lớp da nhanh, thân người dễ bị lạnh Độ ẩm tỉ đối cao 80% tạo điều kiện cho cối phát triển, lại lại dễ làm ẩm mốc, hư hỏng máy móc, dụng cụ, … Để chống ẩm, người ta phải thực nhiều biện pháp dùng chất hút ẩm, sấy nóng, thơng gió, … Khơng khí ẩm độ ẩm tỉ đối cao + Có thể độ ẩm khơng khí loại ẩm kế B BÀI TẬP CƠ BẢN Bài tập độ ẩm khí Phương pháp giải Để tìm đại lượng có liên quan đến độ ẩm khí ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm Các cơng thức + Độ ẩm tuyệt đối: a = m V + Độ ẩm cực đại (ở nhiệt độ định): A = mmax V Độ ẩm tuyệt đối độ ẩm cực đại thường tính g/m + Độ ẩm tương đối (ở nhiệt độ định): f = 104 a % A Các ví dụ Ví dụ Buổi sáng nhiệt độ khơng khí 23 0C độ ẩm tỉ đối 80% Buổi trưa, nhiệt độ 30 C độ ẩm tỉ đối 60% Hỏi buổi khơng khí chứa nhiều nước hơn? Biết độ ẩm cực đại khơng khí 23 0C 20,60 g/m3 30 0C 30,29 g/m3 Lời giải Độ ẩm tuyệt đối khơng khí buổi sáng: fs = as as = fs.As = 16,48 g/m3 As Độ ẩm tuyệt đối khơng khí buổi trưa: ftr = atr as = ftr.Atr = 18,174 g/m3 Atr Vậy, buổi trưa khơng khí chứa nhiều nước Ví dụ Một phòng có kích thước 100 m 3, ban đầu khơng khí phòng có nhiệt độ 30 0C có độ ẩm 60%, sau người ta dùng máy lạnh để hạ nhiệt độ phòng xuống 20 0C Muốn giảm độ ẩm khơng khí phòng xuống 40% phải cho ngưng tụ gam nước Biết độ ẩm cực đại khơng khí 30 0C 20 0C 30,3 g/m3 17,3 g/m3 Lời giải Lượng nước chứa phòng ban đầu: m = f.A.V = 1818 g Lượng nước chứa phòng lúc sau: m’ = f’.A’.V = 692 g Phải cho ngưng tụ lượng nước: ∆m = m – m’ = 1126 g Ví dụ Trong bình kín thể tích V = 0,5 m chứa khơng khí ẩm nhiệt độ khơng đổi, có độ ẩm tương đối f1 = 50% Khi làm ngưng tụ khối lượng m = gam nước độ ẩm tương đối lại f2 = 40% Hãy xác định độ ẩm cực đại khơng khí bình nhiệt độ Bỏ qua thể tích nước ngưng tụ bình Lời giải Ta có: m1 = f1.A.V; m2 = m1 – m = f2.A.V m1 = m1 f = = 1,25 m1 − m f m1 1,25m = g; A = = 20 g/m3 f1V 0,25 Ví dụ Một vùng khơng khí tích V = 1010 m3 có độ ẩm tương đối 80% nhiệt độ 20 C Hỏi nhiệt độ hạ đến 10 0C lượng nước mưa rơi xuống bao nhiêu? Biết độ ẩm cực đại khơng khí 20 0C 17,3 g/m3, 10 0C 9,4 g/m3 Lời giải 105 Lượng nước chứa vùng khơng khí lúc đầu: m = f.A.V = 13,84.1010 g Lượng nước cực đại chứa khơng khí lúc sau: m'max = A’.V = 9,4.1010 g Lượng nước mưa rơi xuống: ∆m = m = m’max = 4,44.1010 g = 44400 Ví dụ Độ ẩm tỉ đối phòng nhiệt độ 20 0C 65% Độ ẩm tỉ đối thay đổi nhiệt độ phòng hạ xuống 15 0C áp suất phòng khơng đổi Biết độ ẩm cực đại khơng khí 20 0C 17,3 g/m3, 15 0C 12,8 g/m3 Lời giải Ta có: f = a a A ; f’ = f’ = f = 88 % A A' A' Ví dụ Nhiệt độ khơng khí phòng 20 0C Nếu cho máy điều hòa nhiệt độ chạy để làm lạnh khơng khí phòng xuống tới 12 0C nước khơng khí phòng trở nên bảo hòa ngưng tụ thành sương Nhiệt độ 12 0C gọi ‘‘điểm sương’’ khơng khí phòng Tính độ ẩm tuyệt đối độ ẩm tỉ đối khơng khí phòng Biết độ ẩm cực đại khơng khí 20 0C 12 0C 17,30 g/m3 10,76 g/m3 Lời giải Độ ẩm tuyệt đối khơng khí phòng 20 0C độ ẩm cực đại không khí 12 0C: a = 10,76 g/m3 Độ ẩm tỉ đối: f = a 10,76 = = 62 % A 17,3 Bài tập vận dụng Bài 7.77: Phòng tích 50m khơng khí, phòng có độ ẩm tỉ đối 60% Nếu phòng có 150g nước bay độ ẩm tỉ đối khơng khí bao nhiêu? Cho biết nhiệt độ phòng 25oC khối lượng riêng nước bão hòa 23g/m3 106 Bài 7.78: Phòng tích 40cm3 khơng khí phòng có độ ẩm tỉ đối 40% Muốn tăng độ ẩm lên 60% phải làm bay nước? biết nhiệt độ 20 oC khối lượng nước bão hòa Dbh = 17,3g/m3 Bài 7.79: Một phòng tích 60m3, nhiệt độ 200C có độ ẩm tương đối 80% Tính lượng nước có phòng, biết độ ẩm cực đại 200C 17,3g/m3 C TRẮC NGHIỆM CỦNG CỐ Bài 7.80 Khi nói độ ẩm cực đại, câu không đúng? A Khi làm nóng khơng khí, lượng nước khơng khí tăng khơng khí có độ ẩm cực đại B Khi làm lạnh khơng khí đến nhiệt độ đó, nước khơng khí trở nên bảo hòa khơng khí có độ ẩm cực đại C Độ ẩm cực đại độ ẩm khơng khí bảo hòa nước, D Độ ẩm cực đại có độ lớn khối lượng riêng nước bảo hòa khơng khí tính theo đơn vị g/m3 Bài 7.81 Một vùng khơng khí tích 1010 m3 chứa nước bảo hòa 27 0C Hỏi nhiệt độ hạ đến 20 0C lượng nước mưa rơi xuống bao nhiêu? Biết độ ẩm cực đại khơng khí 27 0C 25,8 g/m3, 20 0C 17,3 g/m3 A 42,5 B 425 C 850 D 85 Bài 7.82 Tính khối lượng nước có phòng thể tích 100 m nhiệt độ 25 0C độ ẩm tương đối 65% Biết độ ẩm cực đại 25 0C 23 g/m3 A 0,230 kg B 2,300 kg C 1,495 kg 107 D 14,95 kg Bài 7.83: Chọn phát biểu sai: A độ ẩm tuyệt đối khơng khí đại lượng tính khối lượng (tính gam) nước chứa lít khơng khí B độ ẩm cực đại nhiệt độ có giá trị độ ẩm tuyệt đối khơng khí trạng thái bão hòa nước C tỷ số phần trăm độ ẩm tuyệt đối độ ẩm cực đại nhiệt độ gọi độ ẩm tỷ đối khơng khí nhiệt độ D độ ẩm cực đại nhiệt độ xác định có giá trị khối lượng riêng nước bão hòa nhiệt độ Bài 7.84: Chọn phát biểu sai: A độ ẩm tuyệt đối lớn độ ẩm tương đối lớn B độ ẩm tuyệt đối lớn khối lượng nước 1m3 khơng khí nhiều C độ ẩm cực đại độ ẩm tuyệt đối có đơn vị đo D tính độ ẩm tỷ đối dựa vào áp suất nước không khí áp suất nước bão hòa nhiệt độ Bài 7.85: Vào ban ngày, nhiệt độ không khí 300C, độ ẩm tỷ đối 57% Xác định điểm sương, biết độ ẩm cực đại 300C 200C 30,3g/m3 17,3g/m3 A 300C B 200C C 170C D 210C Bài 7.86: Cho độ ẩm cực đại 300C 200C 30,3g/m 17,3g/m3 Buồi chiều, khơng khí có nhiệt độ 300C, độ ẩm tương đối 65% Ban đêm, nhiệt độ hạ xuống 20 0C lượng nước ngưng tụ từ 1m3 khơng khí : A 1,8g B 2,2g C 2,0g D 2,4g Bài 7.87: Áp suất nước khơng khí 25 C 19mmHg Cho áp suất bão hòa nhiệt độ 23,8mmHg Độ ẩm tương đối khơng khí : A 20% B 68% C 80% D Không tính ĐÁP AN CHƯƠNG VII CHƯƠNG VII CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ BÀI 34 CHẤT RẮN KẾT TINH CHẤT RẮN VƠ ĐỊNH HÌNH Bài 7.1 D Bài 7.2 A Bài 7.3 C Bài 7.4 D Bài 7.5 B Bài 7.6 D Bài 7.7 A Bài 7.8 B Bài 7.9 D 108 Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN −3 Bài 7.10: ∆l = α l0 (t − t0 ) = 4,8.10 m Bài 7.11: β α = = 1,1.10−3 K −1 ∆l = l − l0 = α l0 (t − t0 ) ⇒ l = 10, 00165m Bài 7.12: a ' = l = l0 (1 + α∆t ) = 2, 02m S = a’.b = 2,02 = 2,02m2 b ' = l = l0 (1 + α∆t ) = 1, 01m S = a’.b’ = 2,02 1,01 = 2,04m2 Bài 7.13: ∆V = V − V0 = β V0 ∆t ⇒ β = 5, 7.10−5 ( K −1 ) β = 1,9.10−5 K −1 Bài 7.14: Chiều dài lúc sau nhôm l − l0 = α l0 (t2 − t1 ) ⇒ l = l0 + 2, 4.10 −3 l0 α= (1) Chiều dài lúc sau thép l ' − l0 = α ' l0 (t2 − t1 ) ⇒ l ' = l0 + 1, 2.10−3 l0 ' −3 Mà l − l = 0,5.10 (2) (3) Từ (1,2,3) ⇒ l0 = 0,417m Bài 7.15: ∆V = V − V0 = βV0 ∆t ⇒ V = V0 (1 + β ∆t ) ⇔ m m = ⇒ ρ = 19242, 2kg / m3 ρ ρ0 + β ∆t Bài 7.16: V0 = π R = 0,5m3 ∆V = V − V0 = βV0 ∆t ⇒ V = 0,5009m3 Bài 7.17: V0 = π R 3 ∆V = V − V0 = βV0 ∆t = π R 3.α∆t = 1,93.10−3 m3 Bài 7.18: V m = ρ0 V0 = ρ V ⇒ ρ = ρ = 7,529.103 kg / m3 V 109 Bài 7.19: m = ρ0 V0 = ρ V ⇒ ρ = V0 ρ = 8471kg / m3 V Bài 7.20 D Bài 7.21 C Bài 7.22 D Bài 7.23 C Bài 7.24 D Bài 7.25 A Bài 7.26 B Bài 7.27 C Bài 7.28 B Bài 7.29 A Bài 7.30 B Bài 37 : CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG Bài 7.31: Fc = F – P = σ 2.π D ⇒ F = P + σ 2.π D = 0,0906N Bài 7.32: A = Fc S = 2.σ L.S = 4.10-4 J Bài 7.33: Trọng lượng giọt rượu lực căng bề mặt: Fc = P = m.g = 1,51.10-4 N Fc = σ l = σ π d ⇒σ = Fc = 24,04.10-3 N/m π d 110 Bài 7.34: Khối lượng giọt rượu: m = 15, = 0, 0157 g = 1,57.10−5 kg 1000 ⇒ Fc = P = m.g = 1,57.10−4 N Fc = σ l = σ π d ⇒ d = 2.10−3 m −6 Bài 7.35: Lực căng: Fc = σ l = σ π d = 114, 6.10 N F = P = m.g ⇒ m = Số giọt nước: n = F = 1,146.10−5 kg g 0, 01 = 873 giọt 1,146.10−5 0,95.10−3 Bài 7.36: Khối lượng giọt nước: m = = 4, 75.10−5 kg 20 -4 P = m.g = 4,75.10 N = Fc F ⇒ σ = c = 7,56.10-2 N/m π d −3 Bài 7.37: Fc = σ l = σ π (d + D) = 19, 4.10 N Bài 7.38 C Bài 7.39 D Bài 7.40 D Bài 7.41 B Bài 7.42 D Bài 7.43 A Bài 7.44 C Bài 7.45 B Bài 7.46 D Bài 7.47 C Bài 7.48 B Bài 7.49 C Bài 7.50 C Bài 7.51 B Bài 7.52 A Bài 7.53 A Bài 7.54 B Bài 7.55 A 111 Bài 7.56 B Bài 7.57 C Bài 38 : SỰ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC CHẤT Bài 7.58: - Gọi t nhiệt độ cốc nước cục đá tan hết - Nhiệt lượng mà cục nước đá thu vào để tan thành nước toC Q1 = λ.mnđ + cnđ mnđ t - Nhiệt lượng mà cốc nhôm nước tỏa cho nước đá Q2 = c Al m Al (t1 − t ) + cn mn (t1 − t ) - Áp dụng định luật bảo tồn chuyển hóa lượng Q1 = Q2 ⇒ t = 4,5o C Bài 7.59: - Nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá -10oC chuyển thành nước đá 0oC là: Q1 = m.c.Δt = 104500J - Nhiệt lượng cần cung cấp để 5kg nước đá 0oC chuyển thành nước 0oC là: Q2 = λ.m = 17.105J - Nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá -10oC chuyển thành nước 0oC là: Q = Q1 + Q2 = 1804500J Bài 7.60: - Nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước 25oC tăng lên 100oC là: Q1 = m.c.Δt = 3135KJ - Nhiệt lượng cần cung cấp để 10kg nước đá 100oC chuyển thành nước 100oC là: Q2 = L.m = 23000KJ - Nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước đá 25oC chuyển thành nước 100oC là: Q = Q1 + Q2 = 26135KJ Bài 7.61: - Nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho cục nước đá có khối lượng 0,2kg -20 oC tan thành nước sau tiếp tục đun sơi để biến hồn tồn thành nước 100oC Q = cd m.( t0 − t1 ) + λ m+ cn.m.( t2 − t1 ) + L m= 619,96kJ Bài 7.62 - Nhiệt lượng tỏa ngưng tụ nước 1000C thành nước 1000C Q1 = L.m = 0, 01.L - Nhiệt lượng tỏa nước 1000C thành nước 400C Q2 = mc(100 − 40) = 0, 01.4180(100 − 40) = 2508 J - Nhiệt lượng tỏa nước 1000C biến thành nước 400C Q = Q1 + Q2 = 0, 01L + 2508 (1) - Nhiệt lượng cần cung cấp để 0,2kg nước từ 9,50C thành nước 400C Q3 = 0, 2.4180(40 − 9,5) = 25498 J (2) 112 - Theo phương trình cân nhiệt: (1) = (2) Vậy 0,01L +2508 = 25498 Suy ra: L = 2,3.106 J/kg Bài 7.63 D Bài 7.64 C Bài 7.65 A Bài 7.66 A Bài 7.67 B Bài 7.68 D Bài 7.69 D Bài 7.70 C Bài 7.71 B Bài 7.72 C Bài 7.73 D Bài 7.74 A Bài 7.75 B Bài 7.76 B Bài 39 ĐỘ ẨM CỦA KHƠNG KHÍ Bài 7.77: 113 - Độ ẩm cực đại khơng khí 25oC A = 23g/m3 - Độ ẩm tuyệt đối khơng khí lúc đầu a1 = f1.A = 13,8g/m3 - Khối lượng nước khơng khí tăng thêm 150g nên độ ẩm tuyệt đối tăng thêm: ∆a = 150 = 3g / m3 50 Vậy độ ẩm tỉ đối khơng khí là: f2 = a1 + ∆a = 73% A Bài 7.78: - Độ ẩm tuyệt đối khơng khí phòng lúc đầu lúc sau: a1 = f1.A = f1.Dbh = 6,92g/m3 a2 = f2.A = f2.Dbh = 10,38g/m3 - Lượng nước cần thiết là: m = (a2 – a1) V = ( 10,38 – 6,92).40 = 138,4g Bài 7.79: - Lượng nước có 1m3 là: a = f.A = 0,8.17,3 = 13,84g - Lượng nước có phòng là: m= a.V = 13,84.60 = 830,4g Bài 7.80 A Bài 7.81 D Bài 7.82 C Bài 7.83 A Bài 7.84 A Bài 7.85 B Bài 7.86 D Bài 7.87 C 114 115 ... …………………………………………………………………………………………………… Bài 7.13: Một ấm đồng thau có dung tích lít 300C Dùng ấm đun nước sơi dung tích ấm 3,012 lít Hệ số nở dài đồng thau bao nhiêu? ……………………………………………………………………………………………………... nh 3α nh − l0 s 3α s Ví dụ Một bể bê tơng có dung tích m 0C Khi 30 0C dung tích tăng thêm 2,16 lít Tính hệ số nở dài bê tông Lời giải : Hệ số nở dài bê tông: ∆V = 3αV0∆t α = ∆V = 12.10-6 K-1... 2,26.106 J/kg Lời giải Nhiệt lượng cần cung cấp: Q = cm(t2 – t1) + λm.10% = 120620 J Ví dụ Đổ 1,5 lít nước 20 0C vào ấm nhơm có khối lượng 600 g sau đun bếp điện Sau 35 phút có 20% khối lượng nước