Vật lí lớp 10

Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 trang 209 210 sgk Vật Lí 10

Hướng dẫn giải Bài 38. Sự chuyển thể của các chất sgk Vật Lí 10. Nội dung bài Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 trang 209 210 sgk Vật Lí 10 bao gồm đầy đủ phần lý thuyết, câu hỏi và bài tập, đi kèm công thức, định lí, chuyên đề có trong SGK để giúp các em học sinh học tốt môn vật lý 10, ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia.

LÍ THUYẾT

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.

Mỗi chất rắn kết tinh nóng chảy (hoặc đông đặc) ở một nhiệt độ xác định không đổi ứng với áp suất bên ngoài xác định. o chất rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định.

II – Nhiệt nóng chảy

Nhiệt lượng Q cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy gọi là nhiệt nóng chảy:

$Q = λm$

trong đó m là khối lượng riêng của chất rắn, λ là nhiệt nóng chảy riêng của chất rắn và đo bằng J/kg.

III – 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 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.

Khi tốc độ bay hơi luôn 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 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 vào 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.

IV – Sự sôi

Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) xảy ra ở bên trong và bên 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 chất khí ở phía trên bề mặt chất lỏng. Áp suất chất 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, nhiệt độ sôi:

$Q = Lm$

trong đó m là khối lượng của phần chất lỏng biến thành hơi, L là nhiệt hóa hơi riêng của chất lỏng và đo bằng J/kg.

CÂU HỎI (C)

1. Trả lời câu hỏi C1 trang 204 Vật Lý 10

Dựa vào đồ thị trên Hình 38.2, hãy mô tả và nhận xét về sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình nóng chảy và đông đặc của thiếc.

Trả lời:

Khi đun, nhiệt độ thiếc tăng dần, khi t = 232o C thiếc bắt đầu nóng chảy. Suốt thời gian nóng chảy nhiệt độ thiếc không tăng, khi chảy lỏng hoàn toàn, nhiệt độ thiếc lỏng tiếp tục tăng.

2. Trả lời câu hỏi C2 trang 206 Vật Lý 10

Nhiệt độ của khối chất lỏng khi bay hơi tăng hay giảm? Tại sao?

Trả lời:

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.

3. Trả lời câu hỏi C3 trang 206 Vật Lý 10

Hãy đoán xem tốc độ bay hơi của chất lỏng phụ thuộc như thế nào vào nhiệt độ, diện tích bề mặt chất lỏng và áp suất khí (hoặc hơi) ở sát phía trên bề mặt chất lỏng? Tại sao?

Trả lời:

– Khi nhiệt độ chất lỏng tăng, chuyển động các phân tử càng mạnh, các phân tử có động năng càng lớn dễ thoát ra ngoài: tốc độ bay hơi tăng.

– Diện tích bề mặt chất lỏng càng lớn (rộng) các phân tử thoát ra ở bề mặt càng dễ, càng nhiều: tốc độ bay hơi tăng.

– Áp suất trên bề mặt chất lỏng càng nhỏ, lực cản các phân tử thoát ra càng bé: tốc độ bay hơi càng tăng và ngược lại.

4. Trả lời câu hỏi C4 trang 207 Vật Lý 10

Tại sao áp suất hơi bão hòa không phụ thuộc thể tích và lại tăng theo nhiệt độ?

Trả lời:

Áp suất hơi bão hòa không phụ thuộc thể tích hơi, vì :

– Nếu tăng thể tích, tốc độ bay hơi lâp tức tăng dẫn đến mật độ phân tử hơi tăng đến khi tốc độ bay hơi lại cân bằng tốc độ ngưng tụ áp suất hơi lập tức bão hòa như ban đầu.

– Nếu giảm thể tích, áp suất hơi bão hòa tức thời tăng lên, tốc độ ngưng tụ tăng, tốc độ bay hơi giảm dẫn đến trạng thái cân bằng lại được thiết lập và áp suất hơi bão hòa trở về vị trí số ban đầu.

– Khi nhiệt độ tăng, tốc độ bay hơi tăng đạt đến trạng thái cân bằng với tốc độ ngưng tụ ở mức cao hơn, làm cho áp suất bão hòa có trị số cao hơn trị số ban đầu.

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

Dưới đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 trang 209 210 sgk Vật Lí 10 đầy đủ và ngắn gọn nhất. Nội dung chi tiết bài giải (câu trả lời) các câu hỏi và bài tập các bạn xem sau đây:

❓

1. Giải bài 1 trang 209 Vật Lý 10

Sự nóng chảy là gì? Tên gọi của quá trình ngược với sự nóng chảy là gì? Nêu các đặc điểm của sự nóng chảy?

Trả lời:

– Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng của các chất gọi là sự nóng chảy.

– Quá trình chuyển ngược từ thể lỏng sang thể rắn của các chất gọi là sự đông đặc.

– Các đặc điểm của sự nóng chảy: Mỗi vật rắn tinh thể nóng chảy ở một nhiệt độ không đổi xác định ứng với một áp suất bên ngoài xác định (Bảng 38.1).

+ Các vật rắn vô định hình (thủy tinh, nhựa dẻo, sáp, nến,…) 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 (trừ nước đá).

+ Đối với các chất rắn, thể tích của chúng tăng khi nóng chảy, nhiệt độ nóng chảy tăng theo áp suất bên ngoài. Ngược lại, đối với các chất có thể tích giảm khi nóng chảy, nhiệt độ nóng chảy của chúng giảm khi áp suất bên ngoài tăng.

2. Giải bài 2 trang 209 Vật Lý 10

Nhiệt nóng chảy là gì? Viết công thức tính nhiệt nóng chảy của vật rắn. Nêu tên và đơn vị đo của các đại lượng trong công thức này?

Trả lời:

Nhiệt lượng cung cấp cho vật rắn trong quá trình nóng chảy gọi là nhiệt nóng chảy của vật rắn.

Nhiệt nóng chảy Q tỉ lệ với khối lượng m của vật rắn:

$Q = λm$

Trong đó, hệ số tỉ lệ λ là nhiệt nóng chảy riêng phụ thuộc vào bản chất của chất rắn nóng chảy .Đơn vị (J/kg).

3. Giải bài 3 trang 209 Vật Lý 10

Sự bay hơi là gì? Tên gọi của quá trình ngược với sự bay hơi là gì?

Trả lời:

Sự chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) ở mặt thoáng chất lỏng gọi là sự bay hơi.

Quá trình chuyển ngược lại từ thể khí (hơi) sang thể lỏng gọi là sự ngưng tụ.

4. Giải bài 4 trang 209 Vật Lý 10

Phân biệt hơi bão hòa với hơi khô. So sánh áp suất hơi bão hòa với áp suất hơi khô của chất lỏng ở cùng nhiệt độ?

Trả lời:

– Phân biệt hơi bão hòa với hơi khô: Mật độ phân tử của hơi mặt thoáng vẫn tiếp tục tăng nên hơi chưa được bão hòa và gọi là hơi khô. Khi tốc độ ngưng tụ bằng tốc độ bay hơi thì quá trình ngưng tụ – bay hơi đạt trạng thái cân bằng động : mật độ phân tử hơi không tăng nữa và hơi trên mặt thoáng khi đó gọi là hơi bão hòa.

– So sánh áp suất hơi bão hòa với áp suất hơi khô của chất lỏng ở cùng nhiệt độ:

+ Hơi khô càng xa trạng thái bảo hòa sẽ càng tuân theo đúng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt.

+ Khi hơi bị bão hòa, áp suất của nó đạt giá trị cực đại và được gọi là áp suất hơi bảo 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 bản chất và nhiệt độ của chất lỏng bay hơi.

5. Giải bài 5 trang 209 Vật Lý 10

Sự sôi là gì? Nêu đặc điểm của sự sôi. Phân biệt sự sôi và sự bay hơi?

Trả lời:

– Quá trình chuyển thể từ thể lỏng sang thể khí xảy ra ở cả bên trong và trên bề mặt chất lỏng gọi là sự sôi.

– Đặc điểm:

+ 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 trên mặt thoáng: áp suất khí càng lớn, nhiệt độ sôi càng cao và ngược lại .

– Phân biệt:

+ Sự sôi là quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí, xảy ở cả trong và ngoài chất lỏng. Sự sôi cần nhiệt độ xác định để sôi.

+ Sự bay hơi là quá trình chuyển thể lỏng sang thể khí, chỉ xảy ra ở bề mặt chất lỏng. Sự bay hơi thì ở nhiệt độ nào cũng bay hơi.

6. Giải bài 6 trang 209 Vật Lý 10

Viết công thức tính nhiệt hóa hơi của chất lỏng. Nêu tên và đơn vị đo của các đại lượng trong công thức này?

Trả lời:

Công thức nhiệt hóa hơi của chất lỏng:

$Q = Lm$

Trong đó: L là nhiệt hóa hơi riêng (J/kg) phụ thuộc bản chất của chất lỏng, đơn vị là jun trên kilôgam (J/kg); m là khối lượng của phần chất lỏng đẫ biến thành khí ở nhiệt độ sôi.

?

1. Giải bài 7 trang 210 Vật Lý 10

Câu nào dưới đây không đúng khi nói về sự nóng chảy của các chất rắn?

A. Mỗi chất rắn kết tinh nóng chảy ở một nhiệt độ xác định không đổi ứng với một áp suất bên ngoài xác định.

B. Nhiệt độ nóng chảy của chất rắn kết tinh phụ thuộc áp suất bên ngoài.

C. Chất rắn kết tinh nóng chảy và đông đặc ở cùng một nhiệt độ xác định không đổi.

D. Chất rắn vô định hình cũng nóng chảy và đông đặc ở cùng một nhiệt độ xác định không đổi.

Bài giải:

Chất rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy và đông đặc xác định.

⇒ Đáp án: D.

2. Giải bài 8 trang 210 Vật Lý 10

Nhiệt nóng chảy riêng của đồng là 1,8.105 J/kg. Câu nào dưới đây đúng?

A. Khối đồng sẽ tỏa ta nhiệt lượng là 1,8.105 J khi nóng chảy hoàn toàn.

B. Mỗi kilogam đồng cần thu nhiệt lượng là 1,8.105 J để hóa lỏng hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy.

C. Khối đồng cần thu nhiệt lượng là 1,8.105J để hóa lỏng.

D. Mỗi kilogam đồng tỏa ra nhiệt lượng là 1,8.105J khi hóa lỏng hoàn toàn.

Bài giải:

Nhiệt nóng chảy riêng của đồng là 1,8.105 J/kg ⇒ Mỗi kilogam đồng cần thu nhiệt lượng là 1,8.105 J để hóa lỏng hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy.

⇒ Đáp án: B.

3. Giải bài 9 trang 210 Vật Lý 10

Câu nào sau đây không đúng khi nói về sự bay hơi của các chất lỏng?

A. Sự bay hơi là quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí xảy ra ở bề mặt chất lỏng.

B. Quá trình chuyển ngược lại từ thể khí sang thể lỏng là sự ngưng tụ. Sự ngưng tụ luôn xảy ra kèm theo sự bay hơi.

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

D. Sự bay hơi của chất lỏng xảy ra ở nhiệt độ bất kì.

Bài giải:

Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) ở bề mặt chất lỏng gọi là sự bay hơi.

⇒ Đáp án: C.

4. Giải bài 10 trang 210 Vật Lý 10

Nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106 J/kg. Câu nào dưới đây đúng?

A. Một lượng nước bất kì cần thu một lượng nhiệt là 2,3.106 J để bay hơi hoàn toàn.

B. Mỗi kilôgam nước cần thu một lượng nhiệt là 2,3.106 J để bay hơi hoàn toàn.

C. Mỗi kilôgam nước sẽ tỏa ra một lượng nhiệt là 2,3.106 J khi bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi.

D. Mỗi kilôgam nước cần thu một lượng nhiệt là 2,3.106 J để bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi và áp suất chuẩn.

Bài giải:

Nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106 J/kg ⇒ Mỗi kilôgam nước cần thu một lượng nhiệt là 2,3.106 J để bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi và áp suất chuẩn.

⇒ Đáp án: D.

5. Giải bài 11 trang 210 Vật Lý 10

Một bình cầu thủy tinh chứa (không đầy) một lượng nước nóng có nhiệt độ khoảng 80oC và được nút kín. Dội nước lạnh lên phần trên gần cổ bình, ta thấy nước trong bình lại sôi. Giải thích tại sao ?

Bài giải:

Vì nhiệt độ sôi của chất lỏng phụ thuộc áp suất chất khí ở phía trên bề mặt chất lỏng: Áp suất giảm – nhiệt độ sôi giảm. Khi dội nước lạnh lên phần trên gần cổ bình sẽ làm cho nhiệt độ hơi bên trong giảm, kéo theo áp suất khí trên bề mặt chất lỏng giảm và do đó nhiệt độ sôi giảm xuống đến 800C nên ta thấy nước trong bình lại sôi.

6. Giải bài 12 trang 210 Vật Lý 10

Ở áp suất chuẩn (1 atm) có thể đun nước nóng đến 120oC được không ?

Bài giải:

Dưới áp suất chuẩn, mỗi chất lỏng sôi ở nhiệt độ xác định và không thay đổi. Ở áp suất chuẩn (1 atm) nước sôi ở 100oC và không tăng nữa.

Do đó, ở áp suất chuẩn (1 atm) không thể đun nước nóng đến 120oC.

7. Giải bài 13 trang 210 Vật Lý 10

Ở trên núi cao người ta không thể luộc chín trứng trong nước sôi. Tại sao ?

Bài giải:

Càng lên cao, áp suất không khí càng giảm. Ở trên núi cao, áp suất không khí nhỏ hơn áp suất chuẩn (1 atm) nên nhiệt độ sôi của nước nhỏ hơn 100oC do đó không thể luộc chín trứng được.

8. Giải bài 14 trang 210 Vật Lý 10

Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 4 kg nước đá ở 0oC để chuyển nó thành nước ở 20oC. Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.105 J/kg và nhiệt dung riêng của nước là 4 180 J/(kg.K).

Bài giải:

Ta có: m = 4 kg; λ = 3,4.105 J/kg; c = 4 180 J/(kg.K).

– Nhiệt lượng cần cung cấp cho khối đá ở 0oC để tan hoàn toàn thành nước ở 0oC là:

\({Q_1}\; = \lambda m = {3,4.10^5}.4 = {13,6.10^5}\;\left( J \right)\)

– Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước ở 0oC tăng lên 20oC là:

\({Q_2}\; = mc\Delta t = 4.4180.\left( {20 – 0} \right) = 334400{\rm{ }}\left( J \right)\)

– Nhiệt lượng cần cung cấp cho 4 kg nước đá ở 0oC để chuyển nó thành nước ở 20oC là:

\(Q = {Q_{1\;}} + {\rm{ }}{Q_2}\; = {13,6.10^5} + 334400 = 1694400J \)\(= 1694,4\;\left( {kJ} \right)\)

9. Giải bài 15 trang 210 Vật Lý 10

Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho miếng nhôm khối lượng 100g ở nhiệt độ 20oC để nó hóa lỏng ở 658oC. Nhôm có nhiệt dung riêng là 896 J/(kg.K), nhiệt nóng chảy riêng là 3,9.105 J/kg.

Bài giải:

Ta có: c = 896 J/(kg.K); λ = 3,9.105 J/kg; m = 100 g.

– Vì nhôm nóng chảy ở nhiệt độ 658oC nên nhiệt lượng cần cung cấp cho miếng nhôm để tăng nhiệt độ từ 20oC lên 658oC là:

\({Q_1} = mc\Delta t = {100.10^{ – 3}}.896\left( {658-20} \right)\)\( = 57164,8{\rm{ }}\left( J \right)\)

– Nhiệt lượng cần cung cấp cho miếng nhôm ở 658oC hóa lỏng hoàn toàn ở nhiệt độ 658oC là:

\({Q_2} = \lambda m = {3,9.10^5}{.100.10^{ – 3}} = 39000\left( J \right)\)

– Nhiệt lượng cần cung cấp cho miếng nhôm 100 g ở 20oC để nó hóa lỏng ở 658oC là :

\(Q = {Q_1} + {Q_2}\; = 57164,8 + 39000 = 96164,8{\rm{ }}J\)\( \approx 96,165{\rm{ }}kJ\)

Bài trước:

Bài tiếp theo:

Xem thêm:

Trên đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 trang 209 210 sgk Vật Lí 10 đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu nhất. Chúc các bạn làm bài môn Vật lý 10 tốt nhất!

“Bài tập nào khó đã có giaibaisgk.com“