Chương 7 23tr

Chương VII CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ A CHẤT RẮN KẾT TINH CHẤT RẮN VƠ ĐỊNH HÌNH I 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 không 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 khơng 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… + Chất rắn đa tinh thể: cấu tạo từ nhiều tinh thể gắn kết hỗn độn với nhau, có tính đẳng hướng Ví dụ: thỏi kim loại… Ứng dụng chất rắn kết tinh Các đơn tinh thể silic giemani dùng làm linh kiện bán dẫn Kim cương dùng làm mũi khoan, dao cát kính Kim loại hợp kim dùng phổ biến ngành công nghệ khác II Chất rắn vơ định hình Chất rắn vơ định hình: khơng có cấu trúc tinh thể, khơng có dạng hình học xác định Ví dụ: nhựa thơng, hắc ín,… Tính chất chất rắn vơ định hình: + Có tính đẳng hướng + Khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định III Biến dạng vật rắn Các loại biến dạng - Biến dạng đàn hồi: Khi tác dụng lực làm cho vật biến dạng, tác dụng lực vật lấy lại hình dạng, kích thước ban đầu - Biến dạng dẻo: Nếu tác dụng lực, vật bị biến dạng, biến dạng biến dạng dư hay gọi biến dạng dẻo - Biến dạng kéo: tác dụng hai lực trực đối vật bị biến dạng dài - Biến dạng nén: tác dụng hai lực trực đối vật bị biến dạng co lại chiều dài ngắn Định luật húc Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối vật rắn hình trụ tỉ lệ thuận với ứng l F F l l   E  F S.E suất gây nó: l0 S S l0 l0 B SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN I 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 lo vật l = l – lo = lo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 +  hệ số nở dài vật rắn, phụ thuộc vào chất liệu vật rắn (K -1) + t = t – to độ tăng nhiệt độ vật rắn (0C hay K) + to nhiệt độ đầu + t nhiệt độ sau II 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 = Vot Trong đó: + V = V – Vo độ nở khối vật rắn (m3) + Vo thể tích vật rắn nhiệt độ to + V thể tích vật rắn nhiệt độ t +  hệ số nở khối,   3 có đơn vị K-1 + t = t – to độ tăng nhiệt độ vật rắn (0C hay K) + to nhiệt độ đầu + t nhiệt độ sau III 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, … Ví Dụ Minh Họa Câu 1: Một trụ có đường kính 5cm làm nhơm có suất ng E = 7.1010 Pa Thanh đặt thẳng đứng đế chống đỡ mái hiên Mái hiên tạo lực nén lên 3450 (N) Hỏi độ biến dạng tỉ đối l bao l0 nhiêu? Giải: Ta có: F ES l l F   l0 l0 ES  d 3,14(5.10 ) 3,14.25210   19, 625.10 19, 6.10 (m ) 4 l Vậy độ biến dạng tỉ đối là: l0 l 3450 345   10 2,5.10 10 4 l0 7.10 19, 6.10 7.19,6 Với S  Câu 2: Một sợi dây đồng thau dài 1,8m có đường kính tiết diện ngang 0,8mm Khi bị kéo dài lực 25N dãn 1mm Xác định suất Young đồng thau Giải: Ta có: F ES l Fl  E l0 S l 3 2 0,8.10  với S  d 3,14  5, 024.10  m  4 25.1,8  E 8,96.1010 Pa 7 3 5, 024.10 10 Câu 3: Một ray dài 10m lắp đường sắt 200C Phải để hở đầu bề rộng để nhiệt độ nóng lên đến 600C đủ chỗ cho ray dãn ra?  12.10 K  Giải: 6 3 Ta có l  l0 (t  t0 ) 12.10 10  60  20  4,8.10  m  Câu 4: Một nhơm thép 00C có độ dài l0 Khi đun nóng tới 1000C độ dài hai chênh 0,5mm Hỏi độ dài l 6 1 6 1 00C bao nhiêu?  N 24.10 K ,  T 12.10 K Giải: 3 Chiều dài lúc sau nhôm l l0   l0 (t2  t1 )  l l0  2, 4.10 l0 (1) ' ' ' 3 Chiều dài lúc sau thép l l0   l0 (t2  t1 )  l l0  1, 2.10 l0 (2) / / 3 Theo ta có  N   T  l  l  l  l 0,5.10 (3) 3 3 3 Thay ( ) ( ) ( )  l0  2, 4.10 l0  l0  1, 2.10 l0 0,5.10  l 0,417  m  41,7  cm  Câu 5: Một cầu đồng thau có có đường kính 100cm nhiệt độ 250C Tính thể tích cầu nhiệt độ 600C Biết hệ số nở dài  1,8.10 K  Giải: 4 3   3 Thể tích cầu 250C V1   R  3,14  0,5  0,524 m Mà  3 3.1,8.10 5   5,4.10  K  5 Mặt khác V V2  V1 V1t 5, 4.10 0,524  60  25   V2 V1  9,904.10  V2 0,5249904  m3  Câu 6: 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? Giải: Ta có V V0  V0 t  V  V0  V0 t    3, 012  5, 714.10 ( K  )  100  30  Hệ số nở dài đồng thau :    5, 714.10   1,905.10 K  3 Câu 7: Buổi sáng nhiệt độ 180C, chiều dài thép 10m Hỏi buổi trưa nhiệt độ 320C chiều dài thép bao nhiêu? Biết  3,3.10 K  Giải:  3,3.10  1,1.10 K  3 5 Mà l l0   l0 (t  t0 )  l 10  1,1.10 10  32  18  10, 00154  m  Ta có   Câu 8: Người ta muốn lắp vành sắt vào bánh xe gỗ có đường kính 100cm Biết đường kính vành sắt nhỏ đường kính bánh xe 5mm Vậy phải nâng nhiệt độ vành sắt lên để lắp vào vành bánh xe? Cho biết hệ số nở dài sắt  1, 2.10 K  Giải: Đường kính vành sắt: d1 = 100 – 0,5 = 99,5cm Đường kính vành bánh xe: d2 = 100cm Ta có chu vi vành sắt l1  d1 , chu vi bánh xe: l2  d  l2 d  l1 d1 Muốn lắp vành sắt vào bánh xe phải đun nóng vành sắt để chu vi chu vi bánh xe l2 d d d d 1  t    t   t l1 d1 d1 d1 d d 100  99,5  t   4190 C 5  d1 1, 2.10 99,5  l2 l1 (1  t )  Vậy phải nâng nhiệt độ vành sắt lên thêm 4190C Câu 9: Tính khối lượng riêng sắt 5000C, biết khối lượng riêng 00C 7,8.103kg/m3 Cho  1, 2.10 K  Giải: V0 0 Ta có m 0 V0  V    0  V   t 7,8.103   7, 662.103 kg / m3 5  3.1, 2.10  500   Bài Tập Tự Luyện: Câu Một thép dài 4m, tiết diện 2cm2 Biết suất Yâng giới hạn bền thép 2.1011Pa 6,86.108Pa a Phải tác dụng lên thép lực kéo để dài thêm 1,5mm ? b Có thể dùng thép để treo vật có trọng lượng mà không bị đứt ? Câu 2: Một có tiết diện ngang hình trịn đường kính 2cm làm thép có suất Yâng 2.1011Pa Nếu giữ chặt đầu nén đầu lực 1,57.105N độ co tương đối l bao nhiêu? l0 Câu 3: Tính hệ số an tồn dây cáp cần trục biết tiết diện tổng cộng chúng 200mm2 trọng lượng hang 4900N Giới hạn bền thép dùng để làm dây cáp 1,5.108Pa Coi chuyển động hang chậm Câu 4: Một ray dài 10m lắp lên đường sắt nhiệt độ 200C Phải để hở khe đầu ray với bề rộng để nhiệt độ tăng lên 50 0C đủ chỗ cho ray nở Hệ số nở dài chất làm ray 12.10 -6 K-1 Câu 5: Tìm độ nở khối cầu nhơm bán kính 40cm đun nóng từ 00C đến 1000C, biết  24.10 K  Câu 6: Tính khối lượng riêng đồng thau 8000C, biết khối lượng riêng đồng thau 00C 8,7.103kg/m3,  1,8.10 K  Câu 7: Một nhôm hình chữ nhật có kích thước 2m x 1m 00C Đốt nóng nhơm tới 4000C diện tích nhôm bao nhiêu?  25.10 K  Câu 8: Vàng có khối lượng riêng 1,93.104 kg/m3 300C Hệ số nở dài vàng 14,3.10- 6K-1 Tính khối lượng riêng vàng 1100C Hướng dẫn giải: Câu Ta có: F  ES l 1,5.10  F 2.1011.2.10  F 15000  N  l0 Thanh thép chịu đựng trọng lực nhỏ F b P  Fb  b S 6,86.108.2.10  P  137200  N  Câu 2: Ta có lực nén hay lực đàn hồi: F ES l l F   l0 l0 ES  d 3,14(2.10 )2  3,14.10  m  4 l 1,57.10   2,5.10 11 4 l0 2.10 3,14.10 Mà S  Câu 3: Mối đơn vị tiết diện dây chịu lực kéo: F  P S Hệ số an toàn dây: n   b  b S 1,5.108.200.10   6,12 F P 4900 Câu 4: Ta có: l2 l1 (1  t )  l l2  l1 l1t 6 1 Với l1 10m, t 50  20 30 C ,  12.10 K  l 12.12.10  50  20  3,.10  m 3, 6mm Phải để hở đầu ray 3,6mm Câu 5: 3 Ta tích cầu 00C: V0   R 3 Độ nở khối cầu nhôm V V  V0 V0 t   R 3.t  V    0,  3.24.10   100   1,93.10   m3  Câu 6: V0 0 0  V   t Ta có m 0 V0  V    8, 7.103   8,3397.103 kg / m3  3.1,8.10  800   Câu 7: Ta có diện tích S a.b a a0 (1  t ) 2   25.10  400    2,02m b b0 (1  t ) 1   25.10  400    1, 01m S = a.b = 2,02 1,01 = 2,04 ( m2 ) Câu 8: V0 0 0  V   t Ta có m 0 V0  V    1,93.104   1,9234.104 kg / m3  3.14,3.10  110  30  Trắc Nghiệm Câu 1.Chất rắn vơ định hình có đặc tính sau: 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 Câu 2.Chất sau khơng có cấu trúc tinh thể? A.Miếng nhựa thơng B.Hạt đường C.Viên kim cương D.Khối thạch anh Câu 3.Chất rắn chất rắn vơ định hình? A.Thủy tinh B.Băng phiến C.Hợp kim D.Lim loại Câu 4.Người ta phân loại loại vật rắn theo cách đúng? 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 vơ định hình D.Chất rắn đơn tinh thể chất rắn đa tinh thể Câu 5.Vật chịu biến dạng cắt? A Dây xích xe máy chạy B.Chiếc đinh vít vặn chặt vào gỗ C.Thanh xà kép( xà đơn) có vận động viên tập D.Tấm gỗ kim loại bị bào nhẵn lưỡi dao phẳng Câu 6.Vật chịu biến dạng uốn? A.ống thép treo quạt trần B Chiếc đinh bị đóng vào gỗ C.Chiếc địn gánh dùng quẩy thùng nước đầy D.Pít tơng kích thủy lực nâng tơ lên để thay lốp Câu Hệ số đàn hồi thép biến dạng nén kéo phụ thuộc vào tiết diện ngang độ dài ban đầu rắn? A.Tỉ lệ thuận với độ dài ban đầu tiết diện ngang B Tỉ lệ thuận với tiết diện ngang tỉ lệ nghịch với độ dài ban đầu C.Tỉ lệ thuận với độ dài ban đầu tỉ lệ nghịch với tiết diện ngang D Tỉ lệ nghịch với độ dài ban đầu tiết diện ngang Câu 8.Một thép dài 4m có tiết diện 2cm giữ chật đầu Tính lực kéo F tác dụng lên đầu để dài thêm 4mm? Suất đàn hồi thép E 2.1011 Pa A 3, 2.10 N B 2,5.10 N C 3, 2.105 N D 2,5.105 N Câu Kéo căng sợi dây thép hình trụ trịn có chiều dàu 4m , lực 24000N , người ta thấy dây thép dài thêm 4mm Tính tiết diện ngang dây thép Cho suất I âng E 2.1011 Pa A 1,5mm B 1,2 cm C 1, 2dm D 1,5dm Câu 10 Một thép tiết diện hình vuông cạnh dài 30mm, giữ chặt đầu Hỏi phải kéo đầu lực có cường độ nhỏ để bị đứt? giới hạn bền thép  6,8.108 Pa A 2, 23.105 N B 3,06.105 N C 6,12.105 N D 1,115.105 N Câu 11 Một trhanh có tiết diện ngang 8.m m làm thép có suất Iâng 2.1011 Pa Nếu giữ chặt đầu nén đầu lực 16.105 N độ co tương đối l ? l0 A 1% B.0,1% C 0,2% D.10% Câu 12 Một dầm cầu bê tơng cốt thép có độ dài 40m nhiệt độ trời 200 C Độ dài dầm cầu tăng lên nhiệt độ trới 500 C? Hệ số nở dài thép 12.10 K  A.Tăng xấp xỉ 7,2mm B Tăng xấp xỉ 3,6mm C Tăng xấp xỉ 14,4mm D Tăng xấp xỉ 9mm Câu 13 Một nhôm thép 00 C có độ dài l0 Khi nung nóng tới 1000 C độ dài chênh 0,5mm Tính độ dài l0 00 C Biết hệ số nở dài nhôm thép 22.10 K  ; 12.10  K  A 2m C 1m B 0,5m D 5m Câu 14 Cho đồng hình vng 00 C có cạnh dài 50cm Khi bị nung nóng tới t 0C , diện tích đồng tăng thêm 16cm Tính nhiệt độ nung nóng t đồng Hệ số nở dài đồng 16.10  K  A 500 C B 2000 C C 3000 C D 4000 C Câu 15.Khi đốt nóng vành kim loại mỏng đồng chất đường kính đường kính ngồi tăng hay giảm? A.Đường kính ngồi đường kính tăng theo tỉ lệ giống B Đường kính ngồi đường kính tăng, theo tỉ lệ khác C.Đương kính ngồi tăng, cịn đường kính khơng đổi D.Đường kính ngồi tăng đường kính giảm theo tỉ lệ giống Câu 16.So sánh nở dài nhôm , đồng sắt cách liệt kê chúng theo thứ tự giảm dần liệt kê chúng theo thứ tự giảm dần hệ số nở A.Đồng, sắt, nhôm B.Sắt, đồng, nhôm C,Nhôm, đồng sắt D.Sắt , nhôm, ống Câu 17.Một thép xây dựng có tiết diện thẳng 2cm độ dài 6m Một lực 8.104 N nén theo trục Độ nén tác dụng lực 11 bao nhiêu? Suất Iâng thép 2.10  Pa  A.6mm B 0,6mm C 4mm D 4cm Câu 18 Vật chịu biến dạng xoắn? A.Thanh sắt bị chặt ngang đục thép B Mặt đường có xe tải chạy qua C Sợi dây chão bị đội chơi giằng co D.Trục truyền động bánh ô tô máy điện Câu 19.Chất rắn đa tinh thể có đặc tính sau: A Đẳng hướng nóng chảy nhiệt độ xác định B Dị hướng nóng chảy nhiệt độ khơng xác định C Dị hướng nóng chảy nhiệt độ xác định D Đẳng hướng nóng chảy nhiệt độ không xác định Câu 20 Một sợi dây dài gấp đơi có tiết diện nhỏ nửa tiết diện sợi dây đồng giữ chặt đầu sợi dây treo vào đầu chúng hai vật nặng giống Suất đàn hồi sắt lớn đồng 1,6 lần Hỏi sợi dây sắt bị giãn nhiều hay lần so với sợi dây đồng? A.Nhỏ 1,6 lần B Lớn 1,6 lần C Nhỏ 2,5 lần D Lớn 2,5 lần Câu 21 Một ray dài 10m lắp đường sắt 200 C Phải để hở đầu bề rộng để nhiệt độ nóng đến 600 C đủ chỗ cho ray dãn ? Biết  12.10  K  A.2 mm B,4,8mm C.4,4mm D.8mm Câu 22 Tỉ số chiều dài sắt đồng 00 C để hiệu chiều dài chúng nhiệt độ nhau? Biết sắt đồng có 1 ,  1    A l01 lo  12 B lo1 l02  12 C l01 lo  12  11 D lo1 lo  22 11 Câu 23 Một dây kim loại đường kính 4mm treo vật có trọng lượng tối đa 4000N Giới hạn bền vật liệu ? A 3, 2.108 N / m B 1,6.108 N / m C 0,8.108 N / m D 0, 4.108 N / m Câu 24 Khi đổ nước sơi vào cốc thủy tinh cốc hay bị nứt, cốc thạch anh lại khơng bị nứt Gỉai thích sau đúng? A Vì thạch anh cứng thủy tinh B Vì cốc thạch anh có thành dầy C Vì cốc thạch anh có đáy dầy D.Vì cốc thạch anh có hệ số nở khối nhỏ thủy tinh Câu 25 Tính chất sau khơng liên quan đến vật rắn tinh thể? Khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định B Có nhiệt độ nóng chảy xác định C Có thể có tính dị hướng đẳng hướng D Có cấu trúc mạng tinh thể Câu 26 Tính chất sau liên quan đến vật rắn vơ định hình? A.Có tính dị hướng B Có cấu trúc tinh thể C Có nhiệt độ nóng chảy xác định D Khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định Câu 27.Nguyên tắc hoạt động dụng cụ không liên quan đến nở nhiệt? A Rơle nhiệt B.Nhiệt kế kim loại C.Đồng hồ bấm giây D.Dụng cụ đo dộ nở dài Câu 28 Cho sợi dây đồng thau có chiều dài m có tiêt diện ngang 4mm Khi bị kéo lực 80N giãn mm Xác định suất Iâng đồng thau? A 6, 2.1010 Pa B 8.1010 Pa D 4,5.1010 Pa Đáp án trắc nghiệm C 8.1010 Pa Câu Đáp án A Câu Đáp án A Câu Đáp án A Câu Đáp án B Câu Đáp án D Câu Đáp án C Câu Đáp án D Câu Đáp án A E.S l 2.1011.2.10 4.4.10  F  3, 2.104 N l Câu Đáp án B F E.S l F l 24000.4  S  1, 210  m 3 11 l0 l.S 4.10 2.10 Câu 10 Đáp án C S a  30.10  9.10 m F  S 6,8.108.9.10 6,12.105 N Câu 11 Đáp án A l F l 16.105    0,01 1% l0 ES l0 2.1011.8.10 Câu 12 Đáp án C 10 Vậy ta có: P = F0  mg  d    mg d 1,9 0, 0475 g 0, 0475.10 kg 40 +Khối lượng giọt nước là: m   0, 0475.10 3.10 0, 475  0, 0756 N / m 3,14.2.10 6, 28 Câu 5: Cho 15,7g rượu vào ống nhỏ giọt, rượu chảy qua ống thành 1000 giọt Suất căng mặt ngồi rượu 0,025 N/m Tính đường kính miệng ống Lấy g = 10m/s2 Giải: 15, 0, 0157 g 1,57.10 kg 1000 5  Fc P m.g 1,57.10 10 1,57.10 N F 3 Mà Fc  l   d  d  c  d 2.10 m   Khối lượng giọt rượu: m  Câu 6: Nước từ pipette chảy ngồi thành giọt, đường kính đầu mút pipette 0,4mm Tính xem 10cm3 nước chảy hết pipette? Biết giọt nước rới cách giây, suất căng mặt nước 7,3.10-2 N/m Giải: Sức căng mặt nước đầu mút pipette: F  l 7,3.10  4.10 91, 6.10 N Trọng lượng mg giọt nước lực căng mặt ngoài: 91, 6.10 kg 10 Khối lượng giọt nước là: m 9,16.10 kg 9,16.10 g 10cm3 nước có Ta có: mg F  mg 91, 6.10  m  khối lượng 10g 10 10  1092 giọt m 9,16.10 Vậy số giọt nước là: n  Thời gian rơi t = 1092 giây Bài Tập Tự Luyện: Câu 1: Một vịng nhơm mỏng có đường kính ngồi 50mm có trọng lượng 68.10-3N treo vào lực kế lò xo cho đáy vịng nhơm tiếp xúc với mặt nước Lực để kéo bứt vịng nhơm khỏi mặt nước bao nhiêu? biết hệ số căng bề mặt nước 72.10-3N Câu 2: Để xác định hệ số căng bề mặt nước, người ta dùng ống nhỏ giọt mà đầu ống có đường kính 2mm Biết khơi lượng 20 giọt nước nhỏ xuống 0,95g Xác định hệ số căng bề mặt, coi trọng lượng giọt nước lực căng bề mặt lên giọt nước 14 Câu 3: Một vòng xuyến có đường kính 4,5cm đường kính ngồi 5cm Biết hệ số căng bề mặt glyxêrin 200C 65,2.10-3N/m Tính lực bứt vịng xuyến khỏi mặt thoáng glyxêrin? Câu 4: Người ta thả cọng rơm dài 8cm lên mặt nước nhỏ vào bên cọng rơm dung dịch nước xà phòng Cho nước xà phòng lan bên mà 3 3 Cho  72,8.10 N / m;  40.10 N / m a, Cọng rơm chuyển động nào? Tại sao? b, Tính lực tác dụng lên cọng rơm? Câu 5: Một cầu có mặt ngồi hồn tồn khơng bị nước dính ướt Tính lực căng mặt ngồi lớn tác dụng lên cầu đặt mặt nước Quả cầu có khối lượng khơng bị chìm Biết bán kính cầu 0,1mm Suất căng mặt nước 0,073N/m Câu 6: Nước dâng lên ống mao dẫn 145mm, cịn rượu dâng lên 55mm Biết khối lượng riêng rượu 800kg/m3 suất căng mặt nước 0,0775N/m Tính suất căng mặt ngồi rượu Rượu nước dính ướt hồn tồn thành ống Câu 7: Một ống mao dẫn dài hở hai đầu, đường kính 1,6mm, đổ đầy rượu đặt thẳng đứng Xác định độ cao cột rượu lại ống Biết khối lượng riêng rượu 800kg/m3, suất căng mặt rượu 2,2.10-2N/m Câu 8: Nước từ pipette chảy thành giọt, đường kính đầu ơng 0,5mm Tính xem 10cm3 nước chảy hết thành giọt? Biết  7,3.10 N / m Hướng dẫn giải: Câu 1: Ta có Fc = F – P =  2. D  F = P +  2. D = 0,0906N Câu 2: Khối lượng giọt nước: m  0,95.10 4, 75.10 kg 20 Ta có : P = m.g = 4,75.10-4N Fc = 7,56.10-2 ( N/m )  d 3 Câu 3: Ta có Fc  l   ( d  D) 19, 4.10 N Mà P= Fc    Câu 4: a Cọng rơm chịu tác dụng hai lực căng mặt ngồi tác dụng hai phía -Nước tác dụng: F1  1l -Dung dịch xà phòng: F2  2l -Hai lực ngược chiều theo    nên F1  F2 nên cọng rơm chuyển động phía nước nguyên chất b Hợp lực tác dụng lên cọng rơm: F F1  F2  1l   2l (   )l 3 3 2 Mà  72,8.10 N / m; 40.10 N / m; l 8.10 m  F (72,8  40)10 3.8.10  2,624.10 ( N ) Câu 5: Lực căng mặt tác dụng lên cầu: F  l 15 F cực đại l 2 r (chu vi vòng tròn lớn nhất) 6 Vậy Fmax 2 r. 6, 28.0, 0001.0, 073 0, 000046 N  Fmax 46.10 N Quả cầu không bị chìm trọng lực P = mg nhỏ lực căng cực đại bỏ qua sức đẩy Ac-si-met Fmax 46.10  mg Fmax  m   4, 694.10  kg   m 4, 694.10 g g 9,8 2 2 h  D hD      2 1 Câu 6: Ta có: h1  ; h2  D1 gr D2 gr h2  D1 h1 D1 3 Với h1 146mm, h2 55mm, D1 10 kg / m , D2 800kg / m ,  0, 0775 N / m 55.800.0, 0775  2  0, 0233N / m 146.1000 Câu 7: Ở nước ống chịu tác dụng lực căng mặt hai mặt: mặt mặt Hai lực căng hướng lên có độ lớn f  l Lực căng mặt tổng cộng: F 2r 2 l Trọng lượng cột nước ống: P mg Vg   Điều kiện cân cột nước: P F  h  d2 h.g 8  gd 8 82, 2.10  1, 375.10 (m)  gd 8.102.10.1, 6.10 1.375.10  m 6 Câu 8: Lực căng: Fc  l   d 114, 6.10 N F 5 Mà F = P = m.g  m  1,146.10 kg g 0, 01 873 giọt Số giọt nước: n  1,146.10  h Trắc Nghiệm Câu Giọt nước bắt đầu rơi từ ống nhỏ nhỏ giọt xuống đường kính vịng eo 2,0mm Biết 40 giọt nước có khối lượng 1,874g, lấy g= 10m / s Suất căng mặt nước là: A 7, 46.10 N / m B 3, 73.10  N / m C 0,746 N/m D 0,373 N/m Câu Màn xà phòng tạo khung dây thép hình chữ nhật có cạnh MN=10cm di chuyển Cần thực công để kéo dài cạnh MN di chuyển 5cm làm tăng diện tích xà phòng? Cho  =0,04N/m A 4.10  J B 2.10 J 16 C 4.10 J D 2,10  J Câu 3.Nhúng cuộn sợi len cuộn dây vào nước, treo chúng lên dây phơi.Sau vài phút , toàn nước bị tụ lại phần cuat cuộn sợi len cuộn sợi bơng nước lại phân bố gần đồng Vì sao? A.Vị sợi xốp nên hút nước mạnh sợi len B.Vì nước nặng sợi len , lại nhẹ sợi bơng C.Vì sợi len khơng dính ướt nước , cịn sợi bơng bị dính ướt nước có tác dụng mao dẫn mạnh D.Ví sợi len se chặt nên khó thấm nước sợi bơng Câu Một vịng nhơm mỏng nhẹ có đường kính 10cm treo vào lực kế lò xo cho đáy vịng nhơm tiếp xúc với mặt nước Tính lực kéo F để kéo vịng nhơm khỏi mặt nước Hệ số căng mặt nước 72.10 N/m A.F=2,26N B.F=0,226N 2 C.F= 4,52.10 N D.F=0,0226N Câu Một ống nhỏ giọt dựng thẳng đứng bên đựng nước.Nước dính ướt hồn tồn miệng ống đường kính miệng ống 0,43mm Trọng lượng giọt nước rơi khỏi miệng ống 9,72.10  N Tính hệ số căng mặt nước A 72.10 N/m B 36.10 N/m C 72.10 N/m D 13,8.10 N/m Câu 6.Tại muốn tẩy vết dầu mỡ dính mặt vải quần áo , người ta phải đặt tờ giấy lên chỗ mặt vải có vết dầu mỡ , ủi bàn nóng ?Khi phải dùng giấy nhẵn hay giấy nhám A.Lực căng ngồi dầu mỡ bị nung nóng tăng lên dễ ướt giấy.Khi phải dùng giấy nhẵn để dễ ủi phẳng B Lực căng dầu mỡ bị nung nóng tăng nên dễ bị hút lên theo sợi giấy Khi phải dùng giấy nhám sợi giấy nhám có tác dụng mao dẫn , cịn sợi vải khơng có tác dụng mao dẫn C Lực căng dầu mỡ bị nung nóng giảm nên dễ dính ướt giấy Khi phải dùng giấy nhẵn để dễ ủi phẳng D Lực căng ngồi dầu mỡ bị nung nóng giẻm nên dễ bị hút lên sợi giấy Khi phải dùng giấy nhám sợi giấy nhám có tác dụng mao dẫn mạnh sợi vải Câu ống thủy tinh có đường kính d=1mm cắm vào chậu nước Cho suất căng mặt nước 2  7,5.10 N / m, g 10m / s Nước dâng lên ống có chiều cao? A 3cm B.3mm C.1,5cm D.7,5mm Câu Rượu dâng lên mao quản đường kính d=5mm 2,4cm Cho khối lượng riêng rượu  800 kg / m3 ; g 10m / s Suất căng mặt rượu là? 17 A 2, 4.10  N / m B 24.10  N / m D 12.10 N / m C 6.10  N / m Câu Người ta nhúng ống thủy tinh có đường kính d1 0,5mm; d 1mm vào chậu nước Độ chênh lệch mức nước ống H= 30mm Cho  103 kg / m3 ; g 10m / s Suất căng mặt nước là? B 18,75.10 N / m A 75.10 N / m C 7,5.10 N / m D 1,875.10  N / m Câu 10.Một màng xà phòng căng mặt dây khung đồng hình chữ nhật treo thẳng đứng, đoạn dây AB đà 50mm trượt khơng ma sát khung hình bên Tính trọng lượng P đoạn dây AB để cân Màng xà phịng có hệ số căng mặt ngồi  0,04 N / m A P=4N B.P= 2.10  N C.P=2N D= 4.10  N Câu 11.Phải làm cách để tăng độ cao cột nước ống mao dẫn A.Pha thêm rươu vào nước B.Hạ thấp nhiệt độ nước C.Dùng ống mao dẫn có đường kính nhỏ D Dùng ống mao dẫn có đường kính lớn A B P Đáp án trắc nghiệm Câu Đáp án A Khi giọt nước bắt đầu rơi, ta có: mg mg mg F P  l     d 7, 46.10   N / m  40 40l 40 Câu Đáp án C Lực căng ngồi :F=2  l Từ đó: A  F s 2 ls 4.10 J Câu Đáp án C Câu Đáp án C 2 F   l1  l2   2d 72.10 3.2.0,13.3,14 4,52.10 N Câu Đáp án C Chiều dài đường giới hạn (đường trịn) :l=d.r Lực căngmặt ngồi tác dụng lên đường giới hạn hướng thẳng đứng lên trên: F  l  d  Điều kiện cân bằng: F=P  Câu Đáp án D Câu Đáp án A 18 3  d  P   0,43.10 3.3,14 9,72.10    72.10 N/m Ta có: h  4 3  cm  gd Câu Đáp án A Ta có h  gdh 4   24.103  N / m  gd Câu Đáp án C Ta có: h h1  h  .g.h.d1 d2 4  1   7, 5.10   N / m       g  d1 d   d  d1  Câu 10 Đáp án D P F  l  AB 0, 04.2.50.10 4.10  N Câu 11 Đáp án C D SỰ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC 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 thấy : Mỗi chất rắn kết tinh có nhiệt độ nóng chảy xác định áp suất cho trước Các chất rắn vô định hình khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định Đa số chất rắn, thể 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 trình nóng chảy gọi nhiệt nóng chảy : Q = m Với  nhiệt nóng chảy riêng phụ thuộc vào chất chất rắn nóng chảy, có đơn 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 lớp nước mỏng lên mặt đĩa nhôm Thổi nhẹ lên bề mặt lớp nước hơ nóng đĩa nhôm, ta thấy lớp 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 chuyển 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 ln kèm theo ngưng tụ Hơi khơ bảo hồ Xét khơng gian mặt thống bên bình chất lỏng đậy kín : Khi tốc độ bay hơp 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 bảo hồ có áp suất đạt giá trị cực đại gọi áp suất bảo hồ 19 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 kỉ thuật làm lạnh III Sự sôi Sự chuyển từ thể lỏng sang thể khí xảy bên bề mặt chất lỏng gọi sôi 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 hố Nhiệt lượng Q cần cung cấp cho khối chất lỏng sơi gọi nhiệt hố khối chất lỏng nhiệt độ sôi : Q = Lm Với L nhiệt hoá 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 ẩm cực đại Độ ẩm tuyệt đối Độ ẩm tuyệt đối a không khí đại lượng đo khối lượng nước tính gam chứa 1m3 khơng khí Đơn vị độ ẩm tuyệt đối g/m3 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 II 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 : f= a 100% A tính gần tỉ số phần trăm áp suất riêng phần p nước áp suất pbh nước bảo hồ khơng khí nhiệt độ f = p pbh 100% 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 III Ảnh hưởng độ ẩm khơng khí 20