I - SỰ NÓNG CHẢY VÀ SỰ ĐÔNG ĐẶC
1. Định nghĩa
Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy. Quá trình chuyển ngược lại từ thể lỏng sang thể rắn gọi là sự đông đặc.
2. Nhiệt nóng chảy
Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng chảy hoàn toàn một đơn vị khối lượng của một chất rắn kết tinh ở nhiệt độ nóng chảy gọi là nhiệt nóng chảy riêng [hay gọi tắt là nhiệt nóng chảy]
\[Q = \lambda m\]
Trong đó:
+ \[\lambda \]: nhiệt nóng chảy riêng của chất rắn [J/kg]
+ \[m\]: khối lượng của chất rắn
3. Ứng dụng
Nung chảy kim loại để đúc các chi tiết máy, đúc tượng, chuông, luyện gang thép.
II - SỰ BAY HƠI VÀ SỰ NGƯNG TỤ
1. Định nghĩa
Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí [hơi] ở bề mặt chất lỏng gọi là sự bay hơi. Quá trình truyền 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 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 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.
+ Với cùng một chất lỏng, áp suất hơi bão hòa pbh phụ thuộc vào nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng lên thì áp suất hơi bão hòa tăng.
+ Ở cùng một nhiệt độ, áp suất hơi bão hòa của các chất lỏng khác nhau là khác nhau.
2. Nhiệt hóa hơi
Nhiệt hóa hơi riêng [nhiệt hóa hơi] là nhiệt lượng cần truyền cho một đơn vị khối lượng chất lỏng để nó chuyển thành hơi ở một nhiệt độ xác định.
\[Q = Lm\]
Trong đó:
+ \[L\]: nhiệt hóa hơi riêng của chất lỏng [J/kg]
+ \[m\]: khối lượng của chất lỏng [kg]
3. Ứng dụng
Sự bay hơi nước từ biển, sông, hồ, … tạo thành mây, sương mù, mưa, làm cho khí hậu điều hoà và cây cối phát triển.
Sự bay hơi của nước biển được sử dụng trong ngành sản xuất muối.
Sự bay hơi của amôniac, frêôn, … được sử dụng trong kỉ thuật làm lạnh.
III - SỰ SÔI
Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí [hơi] xảy ra cả ở bên trong và 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 áp suất chất khí ở phía trên bề mặt chất lỏng. Áp suất khí càng lớn, nhiệt độ sôi của chất lỏng càng cao.
+ Dưới áp suất ngoài xác định, chất lỏng sôi ở nhiệt độ mà tại đó áp suất hơi bão hòa của chất lỏng bằng áp suất ngoài tác dụng lên mặt thoáng khối lỏng.
+ Trong quá trình sôi, nhiệt độ của khối lỏng không đổi.
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.
1. Thí nghiệm
Mỗi chất rắn kết tinh [ứng với một cấu trúc tinh thể] có một nhiệt độ nóng chảy không đổi xác định ở mỗi áp suất cho trước.
Các chất rắn vô định hình [thuỷ tinh, nhựa dẻo, sáp nến,...] không có nhiệt độ nóng chảy xác định.
Bảng nhiệt độ nóng chảy ${t_c}$ của một số chất rắn kết tinh ở áp suất chuẩn
2. Nhiệt nóng chảy
Nhiệt lượng $Q$ cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy gọi là nhiệt nóng chảy.
$Q = \lambda m$
Trong đó:
- $m$ là khối lượng của chất rắn, $\lambda $ là nhiệt độ nóng chảy riêng của chất rắn và đo bằng J/kg.
Bảng nhiệt độ nóng chảy riêng $\lambda $ của một số chất rắn kết tinh
3. Ứng dụng
Các kim loại được nấu chảy và giữ ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy ${t_c}$ của chúng để đúc các chi tiết máy, đúc tượng và chuông, để luyện thành gang thép và các hợp kim khác nhau.
II. 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 [hơi] sang thể lỏng gọi là sự ngưng tụ.
2. Hơi khô và hơi bão hòa
Khi tốc độ bay hơi 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 Boyle – Mariotte.
Khi tốc độ bay hơi bằng tốc độ ngung tụ, hơi ở phía trên bề mặt chất lỏng là hơi bão hoà có áp suất đạt giá trị cực đại gọi là áp suất hơi bão hoà. Áp suất hơi bão hoà không phụ thuộc thể tích và không tuân theo định luật Boyle – Mariotte, nó chi phụ thuộc bản chất và nhiệt độ của chất lỏng.
2. Ứng dụng
Nước từ biển, sông, hồ,... không ngừng bay hơi tạo thành mây, sương mù, mưa, làm cho khí hậu điều hoà và cây cối phát triển. Sự bay hơi nước biển được sử dụng trong ngành sản xuất muối. Sự bay hơi của amôniac, frêôn,... được sử dụng trong kĩ thuật làm lạnh.
III. SỰ SÔI
Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí [hơi] xảy ra cả ở bên trong và trên bề mặt chất lỏng gọi là sự sôi.
1. Thí nghiệm
Dưới áp suất chuẩn, mỗi chất lỏng sôi ở nhiệt độ xác định và không thay đổi.
Bảng nhiệt độ sôi ${t_s}$ của một số chất lỏng ở áp suất chuẩn.
Nhiêt độ sôi của chất lỏng phụ thuộc 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.
Bảng nhiệt độ sôi ${t_s}$ của nước phụ thuộc áp suất
2. Nhiệt hóa hơi
Nhiêt lượng $Q$ cung cấp cho khối chất lỏng trong khi sôi gọi là nhiệt hoá hơi của khối chất lỏng ở nhiệt độ sôi:
$Q = Lm$
Trong đó:
$m$ là khối luợng của phần chất lỏng biến thành hơi;
$L$ là nhiệt hoá hơi riêng của chất lỏng và đo bằng J/kg.
Bảng nhiệt hóa hơi riêng $L$ của một số chất lỏng ở nhiệt độ sôi và áp suất chuẩn
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.
Video mô phỏng sự chuyển thể của nước
Sơ đồ tư duy về sự chuyển thể của các chất