Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể

Tóm tắt lý thuyết >> Bài tập cơ bản >> Bài tập ôn luyện >> Bài tập trắc nghiệm >>

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Cấu trúc của chất rắn

Dựa theo cấu trúc sắp xếp các nguyên tử, phân tử, chất rắn được phân ra làm hai loại: Chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình. Chất rắn kết tinh là chất có cấu trúc mạng tinh thể trật tự, tuần hoàn trong không gian. Trật tự sắp xếp các hạt đó gọi là mạng tinh thể.

Chất kết tinh có nhiệt độ nóng chảy còn chất vô định hình thì không.

Ta gọi một vật thể có cấu trúc đồng đều, trong toàn bộ thể tích vật đó là một đơn tinh thể. Ngược lại, khi ghép nhiều đơn tinh thể lại với nhau thì trật tự đó không còn suy trì nữa, khi đó ta có vật đa tinh thể. Thông thường các đa tinh thể đẳng hướng và đơn tinh thể có tính dị hướng.

2. Biến dạng của vật rắn

Vật rắn có thể biến dạng vì các lí do: Do lực tác dụng hoặc do nhiệt độ.

Khi vật biến dạng do nhiệt độ ta gọi đó là biến dạng đàn hồi. Khi đó xuất hiện lực đàn hổi tác dụng lên ngoại vật. Có nhiều dạng biến dạng đàn hổi như biến dạng nén kéo, biến dạng uốn, biến dạng xoắn…

Trong biến dạng nén kéo ta có định luật Huc:

trong đó  gọi là độ biến dạng tỉ đối, là ứng suất của lực.

Gọi E là hệ số tỉ lệ ta có:

hay viết dưới dạng quen thuộc là: F = k.Δl.

Ngoại lực và lực đàn hồi là hai lực trực đối nên ta cũng có: F_đh = k.Δl.

Khi vật biến dạng do nhiệt độ ta gọi đó là sự nở vì nhiệt.

Quy luật biến đổi chiều dài của mọi vật rắn cho bởi công thức: l = l₀(1 + α.t), trong đó α là hệ số nở vì nhiệt của chất đang xét, t là nhiệt độ của vật.

3. Sự nóng chảy và đông đặc

Khi nhiệt độ đủ cao, các vật rắn sẽ chuyển sang trạng thái lỏng gọi là sự nóng chảy. Nhiệt độ mà ở đó có sự nóng chảy gọi là nhiệt độ nóng chảy. Nhiệt lượng cần cung cấp cho một đơn vị khối lượng chất rắn chuyển hoàn toàn sang trạng thái lỏng gọi là nhiệt nóng chảy riêng.

Với chất vô định hình thì trong quá trình nóng chảy, nhiệt độ của vật biến đổi. Ta nói chất vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định.

Ngược lại với quá trình nóng chảy là quá trình đông đặc, chất chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn.

4. Chất lỏng

Chất lỏng có cấu trúc gần giống với chất vô định hình: Các vị trí của các hạt không tuần hoàn trong không gian. Tuy nhiên, các hạt chất lỏng chỉ định vị tại một vị trí nào đó trong một thời gian, sau đó chuyển sang vị trí khác. Chính vì vậy chất lỏng không có hình dạng xác định.

Chất lỏng có hai tính chất đặc biệt: Tính chất của màng chất lỏng và tính dính ướt hay không dính ướt.

Màng chất lỏng có tính chất như một màng đàn hổi. Nó tác dụng lên vật thể tạo nên đường giới hạn của màng và luôn có xu hướng co lại để diện tích nhỏ nhất. Lực tác dụng vuông góc với đường giới hạn.

Các phân tử chất lỏng tương tác với nhau và cũng tương tác với các chất khác. Nếu tương tác giữa chất lỏng với nhau yếu hơn tương tác giữa chất lỏng với một chất khác thì ta nói chất lỏng dính ướt chất đó, ngược lại ta nói chất lỏng không dính ướt chất đó.

5. Sự bay hơi và ngưng tụ. Hơi

Chất lỏng luôn có xu hướng chuyển sang trạng thái khí, đó là sự bay hơi. Sự bay hơi xảy ra càng mạnh nếu nhiệt độ càng cao.

Ngược lại, trạng thái khí của chất lỏng (gọi là hơi) cũng có thể chuyển sang trạng thái lỏng, ta gọi đó là sự ngưng tụ.

Xét sự bay hơi qua một mặt thoáng. Ở một nhiệt độ xác định luôn có sự bay hơi và ngưng tụ xảy ra đồng thời. Ta nói có sự cân bằng động giữa hơi và chất lỏng. Nếu thay đổi nhiệt độ, hệ sẽ chuyển sang trạng thái cân bằng động khác.

Hơi ở trạng thái cân bằng động gọi là hơi bão hòa. Áp suất của hơi đó gọi là áp suất hơi bão hòa. Hơi chưa ở trạng thái bão hòa gọi là hơi khô.