Bài tập Vật Lý 12 sách Cánh Diều - file word - năm học 2024-2025
CHỦ ĐỀ 1 VẬT LÍ NHIỆT
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
Các chất được cấu tạo từ các phân tử chuyển động không ngừng.
Một vật có nhiệt độ càng cao thì các phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh.
Giữa các phân tử có lực tương tác, bao gồm lực hút và lực đẩy. Độ lớn của những lực này phụ thuộc vào khoảng cách giữa các phân tử.
Trong chất rắn, các phân tử ở gần nhau, lực tương tác mạnh và các phân tử dao động xung quanh vị trí cân bằng xác định.
Trong chất lỏng, khoảng cách giữa các phân tử xa hơn so với trong chất rắn, lực tương tác yếu hơn so với trong chất rắn và các phân tử dao động xung quanh các vị trí cân bằng có thể di chuyển được.
Trong chất khí, khoảng cách giữa các phân tử rất lớn, lực tương tác giữa các phân tử không đáng kể nên các phân tử chuyển động hỗn loạn, không ngừng.
Khi nóng chảy, các phân tử chất rắn nhận năng lượng sẽ phá vỡ liên kết với một số phân tử xung quanh và trở nên linh động hơn. Chất rắn chuyển thành chất lỏng.
Khi hoá hơi, các phân tử chất lỏng nhận được năng lượng sẽ tách khỏi liên kết với các phân tử khác, thoát khỏi khối chất lỏng và chuyển động tự do. Chất lỏng chuyền thành chất khí.
Định luật 1 của nhiệt động lực học thể hiện sự bảo toàn năng lượng
Nếu , hệ nhận nhiệt lượng. Nếu , hệ toả nhiệt lượng.
Nếu , hệ nhận công. Nếu , hệ thực hiện công.
Năng lượng nhiệt tự truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn. Năng lượng nhiệt không tự truyền giữa hai vật có cùng nhiệt độ.
Liên hệ giữa nhiệt độ theo thang Kelvin và nhiệt độ theo thang Celsius (khi làm tròn số):
Nhiệt dung riêng của một chất là nhiệt lượng cần để 1 kg chất đó tăng thêm 1 K (hoặc ).
Nhiệt lượng cần để làm thay đổi nhiệt độ của một lượng chất: .
Nhiệt nóng chảy riêng của một chất là nhiệt lượng cần để 1 kg chất đó chuyển hoàn toàn từ thể rắn sang thể lỏng ở nhiệt độ nóng chảy.
Nhiệt lượng cần để một vật tắn nóng chảy hoàn toàn tại nhiệt độ nóng chảy: .
Nhiệt hoá hơi riêng của một chất là nhiệt lượng cần để 1 kg chất đó chuyển hoàn toàn từ thể lỏng sang thể khí ở nhiệt độ sôi.
Nhiệt lượng cần để một lượng chất lỏng hoá hơi hoàn toàn tại nhiệt độ sôi: .
B. BÀI TẬP Ví DỤ
Hình 1.1 biểu diễn mô hình cấu tạo phân tử của ba chất và C .
A
B
C
Hình 1.1
Từ mô hình đã cho, hãy cho biết chất nào là chất rắn? Vì sao?
Giải
Từ ba mô hình đã cho, chất B là chất rắn vì các phân tử ở gần nhau nhất và được sắp xếp theo trật tự xác định.
Trong thí nghiệm đun nóng một chất, một học sinh thu được đồ thị sự thay đổi của nhiệt độ theo thời gian như Hình 1.2.
Hình 1.2
a) Tại các thời điểm và D , chất đó ở thể gì?
b) Nhiệt độ nóng chảy của chất đó là bao nhiêu?
c) Nhiệt độ sôi của chất đó là bao nhiêu?
d) Nhiệt độ thay đổi như thế nào trong quá trình diễn ra sự chuyển thể?
e) Chất đó có phải là nước tinh khiết không? Vì sao?
Giải
Quan sát đồ thị ta thấy: đồ thị xuất phát ở gốc toạ độ và nhìn chung, nhiệt độ tăng theo thời gian. Đồ thị có 2 đoạn nằm ngang, ở đó nhiệt độ của chất không đổi. Đoạn đồ thị nằm ngang thứ nhất tương ứng với quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng (sự nóng chảy). Đoạn nằm ngang thứ hai tương ứng với quá trình sôi, chất chuyền từ thể lỏng sang thể hơi (sự hoá hơi).
a) Tại thời điểm A: chất ở thể rắn.
Tại thời điểm B : chất ở cả thể rắn lẫn thể lỏng.
Tại thời điểm C: chất ở thể lỏng.
