Bài tập sự chuyển thể của các chất I Sự nóng chảy Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy 1 Thí nghiệm Khảo sát quá trình nóng chảy và đông đặc của các chất rắn ta thây Mỗi chất[.]
Bài tập chuyển thể chất I Sự nóng chảy Q trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi nóng chảy Thí nghiệm Khảo sát q trình nóng chảy đơng đặc chất rắn ta thây : Mỗi chất rắn kết tinh có nhiệt độ nóng chảy xác định áp suất cho trước Các chất rắn vơ định hình khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định Đa số chất rắn, thê tích chúng tăng nóng chảy giảm đơng đặc Nhiệt độ nóng chảy chất rắn thay đổi phụ thuộc vào áp suất bên ngồi Nhiệt nóng chảy Nhiệt lượng Q cần cung cấp cho chất rắn q trình nóng chảy gọi nhiệt nóng chảy: A m Với λ nhiệt nóng chảy riêng phụ thuộc vào chất chất rắn nóng chảy, có đon vị J/kg Ứng dụng Nung chảy kim loại để đúc chi tiết máy, đúc tượng, chuông, luyện gang thép II Sự bay Thí nghiệm Đổ lóp nước mỏng lên mặt đĩa nhơm Thổi nhẹ lên bề mặt lóp nước hơ nóng đĩa nhơm, ta thấy lóp nước biến Nước bốc thành bay vào khơng khí Đặt thuỷ tinh gần miệng cốc nước nóng, ta thấy mặt thuỷ tinh xuất giọt nước Hơi nước từ cốc nước bay lên đọng thành nước Làm thí nghiệm với nhiều chất lỏng khác ta thấy tượng xảy tương tự Quá trình chuyên từ thể lỏng sang thể khí bề mặt chất lỏng gọi bay Quá trình ngược lại từ thể khí sang thể lỏng gọi ngưng tụ Sự bay xảy nhiệt độ kèm theo ngưng tụ Hơi khô bão hồ Xét khơng gian mặt thống bên bình chất lỏng đậy kín : Khi tốc độ bay lớn tốc độ ngưng tụ, áp suất tăng dần bề mặt chất lỏng khô Khi tốc độ bay tốc độ ngưng tụ, phía mặt chất lỏng bão hồ có áp suất đạt giá trị cực đại gọi áp suất bảo hoà Áp suất bảo hồ khơng phụ thuộc thể tích khơng tn theo định luật Bơi-lơ Ma-ri-ơt, phụ thuộc vào chất nhiệt độ chất lỏng Ứng dụng Sự bay nước từ biển, sông, hồ, tạo thành mây, sương mù, mưa, làm cho khí hậu điều hồ cối phát triển Sự bay nước biển sử dụng ngành sản xuất muối Sự bay amôniac, frêôn, sử dụng kĩ thuật làm lạnh III Sự sơi Sự chuyển từ lỏng sang thể khí xảy bên bề mặt chất lỏng gọi sơi Thí nghiệm Làm thí nghiệm với chất lỏng khác ta nhận thấy : Dưới áp suất chuẩn, chất lỏng sôi nhiệt độ xác định không thay đổi Nhiệt độ sôi chất lỏng phụ thuộc vào áp suất chất khí phía mặt chất lỏng Áp suất chất khí lớn, nhiệt độ sơi chất lỏng cao Nhiệt hoá Nhiệt lượng Q cần cung cấp cho khối chất lỏng sôi gọi nhiệt hoá khối chất lỏng nhiệt độ sơi: Q = Lm Với L nhiệt hố hoi riêng phụ thuộc vào chất chất lỏng bay hơi, có đơn vị J/kg E ĐỘ ẨM CỦA KHƠNG KHÍ I Độ ẩm tuyệt đối độ âm cực đại Độ ẩm tuyệt đối Độ ẩm tuyệt đối a khơng khí đại lượng đo khối lượng nước tính gam chứa lm3 khơng khí Đơn vị độ ẩm tuyệt đối g/m3 Độ ẩm cực đại Độ ẩm cực đại A độ ẩm tuyệt đối không khí chứa nước bão hồ Giá trị độ ẩm cực đại A tăng theo nhiệt độ Đơn vị độ ẩm cực đại g/m3 II Độ ẩm tỉ đối Độ ẩm tỉ đối f khơng khí đại lượng đo tỉ số phần trăm độ ẩm tuyệt a đối a độ ẩm cực đại A khơng khí nhiệt độ: f = 100% tính gần A tỉ số phần trăm áp suất riêng phần p nước áp suất pth p 100% nước bảo hồ khơng khí nhiệt độ f p bh Khơng khí ẩm độ ẩm tỉ đối cao Có thể đo độ ẩm khơng khí ẩm kế : Ẩm kế tóc, ẩm kế khơ - ướt, ẩm kế điểm sương III Ảnh hưởng độ ấm 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 rihiêu biện pháp dùng chất hút ẩm, sấy nóng, thơng gió, IV VÍ DỤ MINH HỌA Câu Người ta đun sơi 0,5 lít nước có nhiệt độ ban đầu 27°C chứa ấm đồng khối lượng m2 = 0,4kg Sau sôi lúc có 0,1 lít nước biến thành Hãy xác định nhiệt lượng cung cấp cho ấm Biết nhiệt hóa nước 2,3.106 J/kg, nhiệt dung riêng nước đồng tương ứng C1 = 4180J/kg.K; C2 = 380J/kg.K Giải: Nhiệt lượng cần thiết để đưa ấm từ nhiệt độ 27°C đến nhiệt độ sôi 100°C Q1 m1c1t m2c2t m1c1 m2c2 t t1 → 01 = (0,5.4180 + 0,4.380).(100 - 27) = 163666.7 Nhiệt lượng cần cung cấp cho 0,1 lít nước hóa là: Q2 = Δm = 0,1.2,3.106 = 2,3.105J Tổng nhiệt lượng cung cấp cho ấm nước: → Q = Q1 + Q2 = 163666 + 230000 = 393666J Câu Nhiệt độ khơng khí 30°C Độ ẩm tương đối 64% Hãy xác định độ ẩm tuyệt đối điểm sương (Tính độ ẩm theo bảng tính chất nước bão hịa) Giải: Theo cơng thức độ ẩm tương đối: f a a f.A A Tra bảng ta có 30°C: A 30,3g / m3 a 0,64.30,3 19,4g / m3 So sánh ta thấy nhiệt độ cỡ 22°C độ ẩm cực đại 19,4 Vậy điểm sương khơng khí 30°C 22°C Câu Trong ngày thứ nhất, nhiệt độ 27°C người ta đo lm3 khơng khí chứa 15,48g nước Ngày thứ hai nhiệt độ 23°C, lm3 khơng khí chứa 14,42g nước Hãy cho biết độ ẩm tương đối khơng khí ngày cao hơn? Giải: Ngày thứ nhất: Độ ẩm tuyệt đối khơng khí: a = 15,48g/m3 Độ ẩm cực đại khơng khí 27°C là: A = 25,81 g/m3 Đô ẩm tương đối khơng khí ngày là: f a 15,48 0,6 = 60% A 25,81 Ngày thứ hai: Độ ẩm tuyệt đối khơng khí: a = 14,42g/m3 Độ ẩm cực đại khơng khí 27°C là: A = 20,60 g/m3 Độ ẩm tương đối khơng khí ngày là: f a 14,42 0,7 70% A 20,60 Như độ ẩm tương đối khơng khí ngày thứ hai cao V BÀI TẬP TỰ LUYỆN: Câu Để xác định nhiệt hóa nước, người ta làm thí nghiệm sau Đưa l0g nước nhiệt độ 100°C vào nhiệt lượng kế chứa 290g nước 20°C Nhiệt độ cuối hệ 40°C Hãy tính nhiệt hóa nước, cho biết nhiệt dung nhiệt lượng kế 46J/độ, nhiệt dung riêng nước 4,18J/g.độ Giải: + Nhiệt lượng l0g nước tỏa nguội đến t = 40° Q1 = Lm1 + cm1(100 - 40) = Lm1 + 60cm1 (1) Nhiệt lượng nước nhiệt lượng kế hấp thụ: Q2 = cm2 (40 - 20) = 20cm2 (2) Nhiệt lượng nhiệt lượng kế hấp thụ: Q1 = q : (40 - 20) = 20q (3) Theo định luật bảo tồn lượng ta có: Q1 = Q2 + Q3 Lm1 60cm1 20cm2 20q L L 20cm2 60cm1 20q m1 20c m2 3m1 20q 20.4,18.260 4,6.20 L 2173,6 92 2265,6J / g m1 10 Câu Lấy 0,01 kg nước 100°C cho ngưng tụ bình nhiệt lượng kế chứa 0,2kg nước 9,5°C Nhiệt độ cuối đo 40°C Cho nhiệt dung riêng nước C = 4180J/kg.K Hãy tính nhiệt hóa nước? Giải: Nhiệt lượng tỏa ngưng tụ nước 100°C thành nước 100°C: Q1 = L.m1 = 0,01.L Nhiệt lượng tỏa nước 100°c trở thành nước 42°C: Q1 = mc(t1 – t2) = 0,01.4180(100 – 40) = 2508J Nhiệt lượng tỏa nước 100°C biến thành nước 40°C là: Q = Q1 + Q2 = 0,01L + 2508 (1) Nhiệt lượng cần cung cấp để 0,35 kg nước từ 10°C trở thành nước 40°C Q2 = mc(t2 – t1) = 0,2.4180.(40 - 9,5) = 25498.J (2) Theo trình đẳng nhiệt: 0,01.L + 2508 = 25498 → L = 2,3.106 J / kg Câu Vào ngày mùa hè nhiệt độ 30°C, người ta đo lm3 khơng khí chứa 21,21 g nước Hãy cho biết độ ẩm cực đại, độ ẩm tuyệt đối độ ẩm tương đối khơng khí ngày Giải: Độ ẩm tuyệt đối khơng khí: a = 21,21 g/m3 Độ ẩm cực đại khơng khí 30nc là: A = 30,3 g/m3 Đô ẩm tương đối khơng khí ngày là: f a 21,21 0,7 70% A 30,3 Câu Muốn tăng độ ảm tương đối khơng khí phịng tích 50m3 từ 50% đến 70% cần pải làm bay khối lượng nước bao nhiêu? Biết nhiệt độ phòng 27°C giữ nguyên không thay đổi Giải: Khi độ ẩm tương đối 50% thì: Độ ẩm cực đại khơng khí phòng nhiệt độ 27°C là: a bh 25,81g / m3 Độ ẩm tuyệt đối khơng khí phòng là: f1 a1 a1 f1.A = 0,5.25,81 = A 12,9g/m3 Khối lượng nước phòng là: m1 = a1.V = 12,9.50 = 645g Khi độ ẩm tương đối 70%: Độ ẩm cực đại khơng khí phịng nhiệt độ 27°C là: A = bh 25,81g / m3 Độ ẩm tuyệt đối khơng khí phịng là: f 18,07g / m3 a2 a f A = 0,7.25,81 = A Khối lượng nước phòng là: m2 = a2.V = 18,07.50 = 903,5g.s Khối lượng nước cân thiết là: m m2 m1 = 903,5 - 645 = 258,5g ... lớn tốc độ ngưng tụ, áp su? ??t tăng dần bề mặt chất lỏng khô Khi tốc độ bay tốc độ ngưng tụ, phía mặt chất lỏng bão hồ có áp su? ??t đạt giá trị cực đại gọi áp su? ??t bảo hồ Áp su? ??t bảo hồ khơng phụ thuộc... khác ta nhận thấy : Dưới áp su? ??t chuẩn, chất lỏng sôi nhiệt độ xác định không thay đổi Nhiệt độ sôi chất lỏng phụ thuộc vào áp su? ??t chất khí phía mặt chất lỏng Áp su? ??t chất khí lớn, nhiệt độ... a đối a độ ẩm cực đại A khơng khí nhiệt độ: f = 100% tính gần A tỉ số phần trăm áp su? ??t riêng phần p nước áp su? ??t pth p 100% nước bảo hồ khơng khí nhiệt độ f p bh Khơng khí ẩm độ ẩm tỉ đối cao