Công thức Vật lý 10 - Chương 7: Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể

CÁC CÔNG THỨC CHƯƠNG 7
 CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG. SỰ CHUYỂN THỂ
I. BIẾN DẠNG CỦA VẬT RẮN 
1. Biến dạng đàn hồi.Định luật Húc.
a. Ứng suất.
Thương số : s (Pa) = gọi là ứng suất lực tác dụng vào thanh rắn.
b. Định luật Húc về biến dạng cơ của vật rắn.
 hay s = E.e
c. Lực đàn hồi.
Fđh = k.|Dl| ; 
E : suất đàn hồi hay suất Young 
 Đơn vị của E là Pa, của k là N/m.
2.sự nở vì nhiệt của chất rắn
a. Sự nở dài.
Dl = l – lo = aloDt
b. Sự nở khối.
DV = V – Vo = bloDt
 Với b là hệ số nở khối, b » 3a 
II.các hiện tượng bề mặt của chất lỏng 
 Lực căng bề mặt : f = sl. 
Công thức tính độ chênh lệch mực chất lỏng do mao dẫn
III.SỰ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC CHẤT
1. Nhiệt nóng chảy: Q = lm.
2. Nhiệt hoá hơi: Q = Lm.
3. nhiệt lượng cung cấp cho vật khi thay đổi nhiệt độ: 
IV. ĐỘ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ
1. Độ ẩm tuyệt đối: a (g/m3)
2. Độ ẩm cực đại: A (g/m3)
3. Độ ẩm tỉ đối.
f = .100% hoặc f = .100%
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ SỰ CHUYỂN THỂ CÁC CHẤT
1. Công thức tính nhiệt nóng chảy: Q = m . Với m (kg) khối lượng; (J/kg) : Nhiệt nóng chảy riêng.
2. Công thức tính nhiệt hóa hơi: Q = Lm. 	Với L (J/kg) : Nhiệt hoá hơi riêng; m (kg) khối lượng chất lỏng.
3. Công thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra: Q = m.c (t2 – t1).
Chú ý: Khi sử dụng những công thức này cần chú ý là các nhiệt lượng thu vào hoặc tỏa ra trong quá trình chuyển thể Q = m và Q = L.m đều được tính ở một nhiệt độ xác định, còn công thức Q = m.c (t2 – t1) được dùng khi nhiệt độ thay đổi.
C. BÀI TẬP TỰ LUẬN
Bài 1: Người ta thả một cục nước đá khối lượng 80g ở 0oC vào một cốc nhôm đựng 0,4kg nước ở 20oC đặt trong nhiệt lượng kế. Khối lượng của cốc nhôm là 0,20kg. Tính nhiệt độ của nước trong cốc nhôm khi cục nước vừa tan hết. Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.105J/kg. Nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K và của nước là J/kg.K. Bỏ qua sự mất mát nhiệt độ do nhiệt truyền ra bên ngoài nhiệt lượng kế.
Giải
- Gọi t là nhiệt độ của cốc nước khi cục đá tan hết.
- Nhiệt lượng mà cục nước đá thu vào để tan thành nước ở toC là. 
- Nhiệt lượng mà cốc nhôm và nước tỏa ra cho nước đá là. 
- Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng. Q1 = Q2 
Bài 2: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá ở -10oC chuyển thành nước ở 0oC. Cho biết nhiệt dung riêng của nước đá là 2090J/kg.K và nhiệt nóng chảy riêng của nước đá 3,4.105J/kg.
Giải
- Nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá ở -10oC chuyển thành nước đá ở 0oC là: Q1 = m.c.Δt = 104500J
- Nhiệt lượng cần cung cấp để 5kg nước đá ở 0oC chuyển thành nước ở 0oC là: Q2 = λ.m = 17.105J
- Nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá ở -10oC chuyển thành nước ở 0oC là: Q = Q1 + Q2 = 1804500J
Bài 3: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước ở 25oC chuyển thành hơi ở 100oC. Cho biết nhiệt dung riêng của nước 4180J/kg.K và nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106J/kg.
Giải
- Nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước ở 25oC tăng lên 100oC là: Q1 = m.c.Δt = 3135KJ
- Nhiệt lượng cần cung cấp để 10kg nước đá ở 100oC chuyển thành hơi nước ở 100oC là: Q2 = L.m = 23000KJ
- Nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước đá ở 25oC chuyển thành hơi nước ở 100oC là: Q = Q1 + Q2 = 26135KJ
Bài 4: Tính nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho 0,2kg nước đá ở -20oC tan thành nước và sau đó được tiếp tục đun sôi để biến hoàn toàn thành hơi nước ở 100oC. Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là 3,4.105J/kg, nhiệt dung riêng của nước đá là 2,09.103J/kg.K, nhiệt dung riêng của nước 4,18.103J/kg.K, nhiệt hóa hơi riêng của nước là 2,3.106J/kg.
Giải
- Nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho một cục nước đá có khối lượng 0,2kg ở -20oC tan thành nước và sau đó tiếp tục đun sôi để biến hoàn toàn thành hơi nước ở 100oC. 
Bài 5: lấy 0,01kg hơi nước ở 1000C cho ngưng tụ trong bình nhiệt lượng kế chứa 0,2kg nước ở 9,50C. nhiệt độ cuối cùng là 400C, cho nhiệt dung riêng của nước là c = 4180J/kg.K. Tính nhiệt hóa hơi của nước.
Giải
- Nhiệt lượng tỏa ra khi ngưng tụ hơi nước ở 1000C thành nước ở 1000C: 
- Nhiệt lượng tỏa ra khi nước ở 1000C thành nước ở 400C: 
- Nhiệt lượng tỏa ra khi hơi nước ở 1000C biến thành nước ở 400C: (1)
- Nhiệt lượng cần cung cấp để 0,2kg nước từ 9,50C thành nước ở 400C: (2)
- Theo phương trình cân bằng nhiệt: (1) = (2). Vậy 0,01L +2508 = 25498. Suy ra: L = 2,3.106 J/kg.