General
Quý Thầy Cô và các em Sinh viên cần tài liệu WORD Vật lý để dạy học vui lòng liên hệ chủ Website ThayTruong.Vn hoặc Fanpage: Vật lý Thầy Trường để được chia sẻ nhé!
Topic outline
- General
- CHỦ ĐỀ 1. CHẤT RẮN KẾT TINH. CHẤT RẮN VÔ ĐỊNH HÌNH
CHỦ ĐỀ 1. CHẤT RẮN KẾT TINH. CHẤT RẮN VÔ ĐỊNH HÌNH
Lý thuyết: Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình
1. Chất rắn kết tinh
Có dạng hình học, có cấu trúc tinh thể.
a) Cấu trúc tinh thể
Cấu trúc tinh thể là cấu trúc tạo bởi các hạt liên kết chặt chẽ 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 dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của nó.
Mạng tinh thể muối ăn NaCl
b) Các đặc tính của chất rắn kết tinh
- Các chất rắn kết tinh được cấu tạo từ cùng một loại hạt nhưng cấu trúc tinh thể không giống nhau thì những tính chất vật lí của chúng cũng rất khác nhau.
- Mỗi chất rắn kết tinh ứng với mỗi cấu trúc tinh thể có một nhiệt độ nóng chảy xác định không đổi ở mỗi áp suất cho trước.
Ví dụ: nước đá là 00C, thiếc ở 2320C, sắt ở 15300C...
- Chất rắn kết tinh có thể là chất đơn tinh thể hoặc chất đa tinh thể.
+ Chất rắn đơn tinh thể được cấu tạo từ một tinh thể, có tính dị hướng.
+ Chất rắn đa tinh thể cấu tạo từ nhiều tinh thể con gắn kết hỗn độn với nhau, có tính đẳng hướng.
c) Ứng dụng của các chất rắn kết tinh
Các đơn tinh thể silic và gemani được dùng làm các linh kiện bán dẫn.
Kim cương rất cứng nên được dùng làm mũi khoan, dao cắt kính, đá mài, đồ trang sức...
Kim loại và hợp kim được dùng phổ biến trong các ngành công nghệ khác nhau (luyện kim, điện tử, đóng tàu, sản xuất đồ gia dụng...)
2. Chất rắn vô định hình
- Chất rắn vô định hình không có cấu trúc tinh thể, không có dạng hình học xác định.
Ví dụ: Thủy tinh, nhựa đường, các chất dẻo...
- Tính chất của chất rắn vô định hình:
+ Có tính đẳng hướng.
+ Không có nhiệt độ nóng chảy xác định.
- CHỦ ĐỀ 2. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
CHỦ ĐỀ 2. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
Lý thuyết: Sự nở vì nhiệt của vật rắn
1. Sự nở dài
- Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở dài vì nhiệt.
- Độ nở dài Δl của vật rắn hình trụ đồng chất tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ Δt và độ dài ban đầu l0của vật đó.
Δl = l - l0 = αl0(t - t0) = αl0Δt
Trong đó Δl là độ nở dài của vật rắn (m)
l0 là chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ t0
l là chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ t
α là hệ số nở dài của vật rắn, phụ thuộc vào chất liệu vật rắn (K-1)
t0 là nhiệt độ đầu
t là nhiệt độ sau
2. Sự nở khối
- Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối.
- Độ nở khối của vật rắn đồng chất đẳng hướng được xác định theo công thức:
ΔV = V - V0 = βV0Δt
Trong đó: ΔV là độ nở khối của vật rắn (m3)
V là thể tích của vật rắn ở nhiệt độ t
V0 là thể tích của vật rắn ở nhiệt độ t0
Δ = t - t0 là độ tăng nhiệt độ của vật rắn (K hoặc 0C)
t là nhiệt độ sau
t0 là nhiệt độ đầu
3. Ứng dụng
- Lồng ghép đai sắt vào các bánh xe, cán dao, cán rựa,...
- Chế tạo băng kép dùng làm rơle đóng – ngắt tự động mạch điện
Lúc đầu băng kép thẳng, mạch điện đóng, đèn sáng. Khi đã đủ nóng, băng kép cong lại về phía thanh sắt làm ngắt mạch điện
- Chế tạo các ampe kế nhiệt
- Đầu thanh ray đường sắt phải có khe hở để khi nhiệt độ tăng, đường ray không bị uốn cong khi tàu đi qua.
- Các ống nước bằng kim loại dẫn hơi nóng hoặc nước nóng phải uốn cong để khi ống bị nở dài thì đoạn cong này chỉ biến dạng mà không bị gãy.
- Đề phòng sự nở vì nhiệt: Khi trời nóng chiều dài của cầu tăng lên. Đầu cầu sắt phải đặt trên các gối đỡ xê dịch được trên các con lăn.
- CHỦ ĐỀ 3. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG
CHỦ ĐỀ 3. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG
Lý thuyết: Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng
1. Hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng
*Thí nghiệm:
Những lực kéo căng bề mặt chất lỏng gọi là lực căng 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 với đoạn đường 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 = σ.l
Trong đó: σ là hệ số căng mặt ngoài (N/m)
Giá trị của σ phụ thuộc bản chất và nhiệt độ của chất lỏng: σ giảm khi nhiệt độ tăng.
- Ứng dụng
Nhờ có lực căng mặt ngoài nên nước mưa không thể lọt qua các lỗ nhỏ giữa các sợi vải căng trên ô dù hoặc trên các mui bạt ô tô
Hòa tan xà phòng vào nước sẽ làm giảm đáng kể lực căng mặt ngoài của nước nên nước xà phòng dễ thấm vào các sợi vải khi giặt
Một giọt nước trên chiếc lá nơi trọng lực tác dụng vào giọt nước rất nhỏ nên giọt nước có dạng hình cầu
Lực căng bề mặt của chất lỏng tạo ra một lớp màng mỏng ngăn chặn những vật có trọng lượng nhỏ như loài nhện nước có thể xuyên qua lớp màng mỏng đó ngập sâu vào trong nước, cũng nhờ thế mà nó có thể lướt đi nhẹ nhàng trên mặt nước
2. Hiện tượng dính ướt. Hiện tượng không dính ướt
- Hiện tượng dính ướt là hiện tượng một vật liệu nào đó bị dính chất lỏng và bị ướt, chất lỏng lan rộng ra trên bề mặt tiếp xúc và có hình dạng bất kì.
- Hiện tượng không dính ướt là hiện tượng vật liệu đó khi tiếp xúc với chất lỏng và vật giữ nguyên được trạng thái khô ráo, chất lỏng có xu hướng co tròn lại thành một khối cầu sau đó bị dẹt xuống do tác dụng của trọng lực.
- Ứng dụng: Hiện tượng mặt vận rắn bị dính ướt chất lỏng được ứng dụng để làm giàu quặng theo phương pháp “tuyển nổi”
3. Hiện tượng mao dẫn
- Hiện tượng mức chất lỏng ở bên 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 trong đó xảy ra hiện tượng mao dẫn gọi là ống mao dẫn.
- Hệ số căng mặt ngoài càng lớn, đường kính trong của ống càng nhỏ, mức chênh lệch chất lỏng trong ống và ngoài ống càng lớn.
- Ứng dụng:
+ Các cây xanh dù lớn hay rất nhỏ đều có bộ rễ cắm sâu vào lòng đất. Các sợi rễ này giống như ống mao dẫn giúp vận chuyển chất lỏng cùng muối khoáng từ trong các mạch nước ngầm sâu trong lòng đất lên để nuôi sống cây.
+ Bấc dầu là một loại vật liệu gồm nhiều sợi bông nhỏ đóng vai trò như một ống mao dẫn giúp dầu hỏa lên đến ngọn bấc để cháy.
+ Hiện tượng mao dẫn xảy ra ở các vách tường trong nhà, nơi vách tường tiếp xúc nhiều với chất lỏng ẩm ướt ở nền nhà. Lâu ngày do hiện tượng mao dẫn, các chất lỏng dưới nền nhà dâng lên làm ẩm cả bức tường.
- CHỦ ĐỀ 4. SỰ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC CHẤT
CHỦ ĐỀ 4. SỰ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC CHẤT
Lý thuyết: Sự chuyển thể của các chất
1. Sự nóng chảy
- Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy.
+ 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.
- Nhiệt nóng chảy:
Nhiệt lượng Q cần cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy gọi là nhiệt độ nóng chảy: Q = λ.m
Với λ là nhiệt độ nóng chảy riêng phụ thuộc vào bản chất của chất rắn nóng chảy (J/kg)
- Ứng dụng: Nung chảy kim loại để đúc các chi tiết máy, đúc tượng, chuông, luyện gang thép...
2. Sự bay hơi
- Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) ở bề mặt chất lỏng gọi là sự bay hơi.
Quá trình chuyển ngược lại từ thể khí (hơi) sang thể lỏng gọi là sự ngưng tụ.
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-ốt, nó chỉ phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng.
- Ứng dụng
+ Sự bay hơi 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 amoniac, frêôn... được sử dụng trong kĩ thuật làm lạnh.
3. Sự sôi
- Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí xảy ra ở cả bên trong và trên bề mặt chất lỏng gọi là sự sôi.
Dưới áp suất chuẩn, mỗi chất lỏng sôi ở nhiệt độ xác định và không thay đổi.
Nhiệt độ sôi của chất lỏng phụ thuộc áp suất chất khí ở phía trên bề mặt chất lỏng. Áp suất chất khí càng lớn, nhiệt độ sôi càng cao và ngược lại.
- Nhiệt lượng Q cần cung cấp cho khối chất lỏng trong khi sôi gọi là nhiệt hóa hơi của khối chất lỏng ở nhiệt độ sôi: Q = L.m
Với L là nhiệt hóa hơi riêng phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng bay hơi (J/kg)
- CHỦ ĐỀ 5. ĐỘ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ
CHỦ ĐỀ 5. ĐỘ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ
Lý thuyết: Độ ẩm của không khí
1. Độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm cực đại
- Độ ẩm tuyệt đối a của không khí trong khí quyển là đại lượng đo bằng khối lượng hơi nước tính ra gam chứa trong 1m3 không khí.
Đơn vị đo của a là g/m3
- Độ ẩm cực đại A là độ ẩm tuyệt đối của không khí chứa hơi nước bão hòa. Giá trị của độ ẩm cực đại A tăng theo nhiệt độ.
Đơn vị của độ ẩm cực đại là g/m3
2. Độ ẩm tỉ đối
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 nhiệt độ:
Hoặc tính gần đúng bằng tỉ số phần trăm giữa áp suất riêng phần p của hơi nước và áp suất pbh của hơi nước bão hòa trong không khí ở cùng một nhiệt độ:
Không khí càng ẩm thì độ ẩm tỉ đối của nó càng cao.
Có thể đo độ ẩm của không khí bằng các ẩm kế: ẩm kế tóc, ẩm kế khô – ướt, ẩm kế điểm sương.
3. Ảnh hưởng của độ ẩm không khí
- Độ ẩm tỉ đối của không khí càng nhỏ, sự bay hơi qua lớp da càng nhanh, thân người càng dễ bị lạnh.
- Độ ẩm tỉ đối cao hơn 80% tạo điều kiện cho cây cối phát triển nhưng lại dễ làm ẩm mốc, hư hỏng các máy móc, dụng cụ...
- Để chống ẩm người ta phải thực hiện nhiều biện pháp như dùng chất hút ẩm, sấy nóng, thông gió...
- CHỦ ĐỀ 6. ÔN TẬP - KIỂM TRA
CHỦ ĐỀ 6. ÔN TẬP - KIỂM TRA
Lý thuyết tổng hợp chương Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể
I. CHẤT RẮN KẾT TINH VÀ CHẤT RẮN VÔ ĐỊNH HÌNH
- Cấu trúc tinh thể là cấu trúc tạo bởi các hạt liên kết chặt chẽ 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 dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của nó.
- Các chất rắn kết tinh được cấu tạo từ cùng một loại hạt nhưng cấu trúc tinh thể không giống nhau thì những tính chất vật lí của chúng cũng rất khác nhau.
- Mỗi chất rắn kết tinh ứng với mỗi cấu trúc tinh thể có một nhiệt độ nóng chảy xác định không đổi ở mỗi áp suất cho trước.
II. BIẾN DẠNG CƠ VÀ SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
- Sự thay đổi kích thước và hình dạng của vật rắn do tác dụng của ngoại lực gọi là biến dạng cơ. Nếu vật rắn lấy lại được kích thước và hình dạng ban đầu khi ngoại lực ngừng tác dụng thì biến dạng của vật rắn là biến dạng đàn hồi và vật rắn có tính đàn hồi.
- Khi vật rắn chịu tác dụng của lực quá lớn thì nó bị biến dạng mạnh, không thể lấy lại kích thước và hình dạng ban đầu. Trường hợp này vật rắn bị mất đi tính đàn hồi và biến dạng của nó là biến dạng không đàn hồi (hay biến dạng dẻo).
- Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở dài vì nhiệt.
- Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối.
III. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG
IV. SỰ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC CHẤT
- Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy.
- Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) ở bề mặt chất lỏng gọi là sự bay hơi.
- Quá trình chuyển ngược lại từ thể khí (hơi) sang thể lỏng gọi là sự ngưng tụ.
- Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí xảy ra ở cả bên trong và trên bề mặt chất lỏng gọi là sự sôi.
V. ĐỘ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ
- Độ ẩm tuyệt đối của không khí trong khí quyển là đại lượng đo bằng khối lượng hơi nước tính ra gam chứa trong 1m3 không khí.
- Độ ẩm cực đại là độ ẩm tuyệt đối của không khí chứa hơi nước bão hòa
- Độ ẩm tỉ đối của không khí càng nhỏ, sự bay hơi qua lớp da càng nhanh, thân người càng dễ bị lạnh.
- Độ ẩm tỉ đối cao hơn 80% tạo điều kiện cho cây cối phát triển nhưng lại dễ làm ẩm mốc, hư hỏng các máy móc, dụng cụ...
- Để chống ẩm người ta phải thực hiện nhiều biện pháp như dùng chất hút ẩm, sấy nóng, thông gió...