HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đáp án D Vật rắn tinh thể là vật rắn có cấu trúc mạng tinh thể, có tính đẳng hướng hoặc dị hướng, có nhiệt độ nóng chảy xác định.. Câu 2: Đáp án A Chiếc cố[r]
Trang 1Sự kỳ thú của tự nhiên khi nước chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) hay ngược lại có nhiều ý nghĩa trong đời sống, khoa học kỹ thuật Do vậy mà trong mục dự báo thời tiết luôn có nội dung này cũng như trong số chỉ các đồng hồ treo tường thường có ẩm kế đo đo độ ẩm của không khí, chủ đề 7 sẽ cho chúng
ta hiểu sâu hơn về hiện tượng vật lí này
Cũng như các chủ đề khác bài tập vận dụng rèn luyện kỹ năng cũng được tác giả gắn với thực tế thực tiễn giúp nâng cao hứng thú nâng cao hiệu suất khi học tập
Cấu trúc tinh thể là cấu trúc tạo bởi các hạt liên kết chặt chẽ với nhau bằng những lực tương tác và sắp
xếp theo một trật tự hình học không gian xác đinh gọi là mạng tính thể, trong đó mỗi hạt luôn dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của nó
1.2 Các đặc tính của chất rắn kết tinh
- Các chất rắn kết tinh được cấu tạo từ cùng một loại hạt, nhưng cấu trúc tinh thể không giống nhau thì những tính chất vật lí của chúng cũng rất khác nhau
- Chất rắn kết tinh có thể là chất đơn tinh thể hoặc chất đa tinh thể
+ Chất rắn đơn tinh thể: được cấu tạo từ một tinh thể, có tính dị hướng Ví dụ: hạt muối ăn, viên kim
Trang 2+ Có tính đẳng hướng
+ Không có nhiệt độ nóng chảy xác định
TỔNG KẾT
Chất kết tinh Chất vô định hình Khái niệm
Mỗi chất rắn kết tinh ứng với mỗi cấu trúc tinh thể có một nhiệt độ nóng chảy xác định không đổi ở mỗi
áp suất cho trước
II VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Chất rắn vô định hình có đặc tính nào dưới đây ?
A Đẳng hướng và nóng chảy ở nhiệt độ không xác định
B Dị hướng và nóng chảy ở nhiệt độ không xác định
C Dị hướng và nóng chảy ở nhiệt độ xác định
D Đẳng hướng và nóng chảy ở nhiệt độ xác định
Đáp án A
Ví dụ 2: Vật nào sau đây không có cấu trúc tinh thể ?
A Hạt muối B Viên kim cưong C Miếng thạch anh D Cốc thủy tinh
Đáp án D
Ví dụ 3: Vật rắn tinh thể có đặc tính nào sau đây?
A Có cấu trúc tinh thể, có tính dị hướng, có nhiệt độ nóng chảy xác định
B Có cấu trúc tinh thể, có tính đẳng hướng, có nhiệt độ nóng chảy xác định
C Có cấu trúc tinh thể, có tính đẳng hướng hoặc dị hướng, không có nhiệt độ nóng chảy xác định
D Có cấu trúc mạng tinh thể, có tính đẳng hướng hoặc dị hướng, có nhiệt độ nóng chảy xác định
Đáp án D
Ví dụ 4: Vật nào sau đây không có cấu trúc tinh thể?
A Chiếc cốc thuỷ tinh B Hạt muối ăn C Viên kim cương D Miếng thạch anh
Đáp án A
Ví dụ 5: Khi so sánh đặc tính của vật rắn đơn tinh thể và vật rắn vô định hình, kết luận nào sau đây là
đúng?
A Vật rắn đơn tinh thể có tính dị hướng, có nhiệt độ nóng chảy hay đông đặc xác định còn vật rắn vô
định hình có tính đẳng hướng, không có nhiệt độ nóng cháy xác định
Trang 3B Vật rắn đơn tinh thể có tính đẳng hướng có nhiệt độ nóng chảy hay đông đặc xác định, vật rắn vô
định hình có tính dị hướng, không có nhiệt độ nóng chảy xác định
C Vật rắn đơn tinh thể có tính đẳng hướng, không có nhiệt độ nóng chảy hay đông đặc xác định, vật
rắn vô định hình có tính dị hướng, có nhiệt độ nóng chảy xác định
D Vật rắn đơn tinh thể có tính dị hướng, không có nhiệt độ nóng chảy hay đông đặc xác định, vật rắn
vô định hình có tính đẳng hướng, không có nhiệt độ nóng chảy xác định
Đáp án A III BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG
Câu 1: Chọn những câu đúng trong các câu sau đây:
A Chất rắn kết tinh là chất rắn có cấu tạo từ một tinh thể
B Chất rắn có cấu tạo từ những tinh thể rất nhỏ liên kết hỗn độn thuộc chất rắn kết tinh
C Chất rắn kết tinh có nhiệt độ nóng chảy xác định và có tính dị hướng
D Chất rắn có nhiệt độ nóng chảy xác định, chất rắn đó thuộc chất rắn kết tinh
Câu 2: Chất rắn vô định hình và chất rắn kết tinh:
A Khác nhau ở chỗ chất rắn kết tinh có cấu tạo từ những kết cấu rắn có dạng hình học xác định, còn
chất rắn vô định hình thì không
B Giống nhau ở điểm là cả hai loại chất rắn đều có nhiệt độ nóng chảy xác định
C Chất rắn kết tinh đơn tinh thể có tính đẳng hướng như chất rắn vô định hình
D Giống nhau ờ điểm cả hai đều có hình dạng xác định
Câu 3: Chọn những câu đúng trong các câu sau đây:
A Các phân tử chất rắn kết tinh chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng cố định được gọi là nút
mạng
B Chất rắn có cấu trúc mạng tinh thể khác nhau, nghĩa là các phân từ khác nhau, thì có tính vật lý khác
nhau
C Tính chất vật lý của chất kết tinh bị thay đổi nhiều là do mạng tinh thể có một vài chỗ bị sai lệch
D Tính chất dị hướng hay đẳng hướng của chất kết tinh là do mạng tinh thể có một vài chỗ bị sai lệch
D Không có nhiệt độ nóng chảy xác định
Câu 5: Vật rắn nào dưới đây là vật rắn vô định hình ?
Câu 6: Chất rắn vô định hình có đặc điểm và tính chất là:
C có dạng hình học xác định D có nhiệt độ nóng chảy không xác định
Câu 7: Đặc điểm và tính chất nào dưới đây liên quan đến chất rắn vô định hình ?
A Có dạng hình học xác định
B Có cấu trúc tinh thế
C có tính dị hướng
Trang 4D không có nhiệt độ nóng chảy xác định
Câu 8: Chât rắn vô định hình có đặc tính nào dưới dây
A Đẳng hướng vù nóng chày ờ nhiệt độ không xác dinh
B Di hướng và nóng chảy ở nhiệt độ không xác định
C Dị hướng và nóng chảy ở nhiệt độ xác định
D Đẳng hướng và nóng chảy ở nhiệt độ xác định
Câu 9: Vật nào sau đây không có cấu trúc tinh thể ?
Câu 10: Vật rắn tinh thể có đặc tính nào sau đây?
A Có cấu trúc tinh thể, có tính dị hướng, có nhiệt độ nóng chảy xác định
B Có cấu trúc tinh thể, có tính đẳng hướng, có nhiệt độ nóng chảy xác định
C Có cấu trúc tinh thế, có tính đẳng hướng hoặc dị hướng, không có nhiệt độ nóng chảy xác định
D Có cấu trúc mạng tinh thể, có tính đẳng hướng hoặc dị hướng, có nhiệt độ nóng chảy xác định Câu 11: Khi nói về mạng tinh thể điều nào sau đây sai?
A Tính tuần hoàn trông không gian của tinh thể được biểu diễn bằng mạng tinh thể
B Trong mạng tinh thể, các hạt có thể là ion dương, ion âm, có thể là nguyên tử hay phân tử
C Mạng tinh thể của tất cả các chất đều có hình dạng giống nhau
D Trong mạng tinh thể, giữa các hạt ở nút mạng luôn có lực tương tác, lực tương tác này có tác dụng
duy trì cấu trúc mạng tinh thể
Câu 12: Khi so sánh đặc tính của vật rắn đơn tinh thể và vật rắn vô định hình, kết luận nào sau đây là
đúng?
A Vật rắn đơn tinh thể có tính dị hướng, có nhiệt độ nóng chảy hay đông đặc xác định còn vật rắn vô
định hình có tính đẳng hướng, không có nhiệt độ nóng chảy xác định
B Vật rắn đơn tinh thể có tính đẳng hướng có nhiệt độ nóng chảy hay đông đặc xác định, vật rắn vô
định hình có tính dị hướng, không có nhiệt độ nóng chảy xác định
C Vật rắn đơn tinh thể có tính đẳng hướng, không có nhiệt độ nóng chảy hay đông đặc xác định, vật rắn
vô định hình có tính dị hướng, có nhiệt độ nóng chảy xác định
D Vật rắn đơn tinh thể có tính dị hướng, không có nhiệt độ nóng chảy hay đông đặc xác định, vật rắn
vô định hình có tính đẳng hướng, không có nhiệt độ nóng chảy xác định
Câu 13: Khi nói về mạng tinh thể điều nào sau đây sai?
A.Tính tuần hoàn trong không gian của tinh thể được biểu diễn bằng mạng tinh thể
B Trong mạng tinh thể các hạt có thể là ion dương, ion âm, có thể là nguyên tử hay phân tử
C Mạng tinh thể của tất cả các chất đều có hình dạng giống nhau
D Trong mạng tinh thể, giữa các hạt ở nút mạng luôn có lực tương tác, lực tương tác này có tác dụng
duy trì cấu trúc mạng tinh thể
Câu 14: Các vật rắn được phân thành các loại nào sau đây?
A Vật rắn tinh thể và vật rắn vô định hình
B Vật rắn dị hướng và vật rắn đẳng hướng
C Vật rắn tinh thể và vật rắn đa tinh thể
D Vật vô định hình và vật rắn đa tinh thể
Trang 5Câu 15: Chất vô định hình có tính chất nào sau đây?
A Chất vô định hình có cấu tạo tinh thể
B Chất vô đình hình có nhiệt độ nóng chảy xác định
C Sự chuyển từ chất rắn vô định hình sang chất lỏng xảy ra liên tục
D Chất vô đinh hình có tính dị hướng
Câu 16: Điều nào sau đây là SAI liên quan đến chất kết tinh?
A Chất đa tinh thể là chất gồm vô số tinh thể nhỏ liên kết hỗn độn với nhau
B Tính chất vật lý của đa tình thể như nhau theo mọi hướng
C Các chất kết tinh được cấu tạo từ cùng một loại hạt sẽ luôn có tính chất vật lý giống nhau
D Cả ba điều trên đều sai
Câu 17: Phát biểu nào sau đây là sai? Vật rắn vô định hình
A không có cấu trúc tinh thể
B có nhiệt độ nóng chảy (hay đông đặc) xác định
C có tính đẳng hướng
D khi bị nung núng chúng mềm dần và chuyển sang lỏng
Câu 18: Đặc tính nào là của chất rắn vô định hình?
A Dị hướng và nóng chảy ở nhiệt độ xác định
B Đẳng hướng và nóng chảy ờ nhiệt độ xác định
C Dị hướng và nóng chảy ở nhiệt độ không xác định
D Đẳng hướng và nóng chảy ở nhiệt độ không xác định
Câu 19: Đặc tính nào là của chất đa tính thể?
A Dị hướng và nóng chảy ở nhiệt độ xác định
B Đẳng hướng và nóng chảy ở nhiệt độ xác định
C Dị hướng và nóng chảy ở nhiệt độ không xác định
D Đẳng hướng và nóng chảy ở nhiệt độ không xác định
Câu 20: Tính chất nào là của của chất đơn tinh thể?
A Dị hướng và nóng chảy ở nhiệt độ xác định
B Đẳng hướng và nóng chảy ở nhiệt độ xác định
C Dị hướng và nóng chảy ở nhiệt độ không xác định
D Đẳng hướng và nóng chảy ở nhiệt độ không xác định
Câu 21: Các vật rắn được phân thành các loại nào sau đây?
A Vật rắn tinh thể và vật rắn vô định hình
B Vật rắn dị hướng và vật rắn đẳng hướng
C Vật rắn tinh thể và vật rắn đa tinh thể
D Vật vô định hình và vật rắn đa tinh thể
ĐÁP ÁN
21.A
Trang 7§2 BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN
l - chiều dài ban dầu
l -chiều dài sau khi biến dạng
∆l - độ biến thiên chiều dài (độ biến dạng)
l và S là tiết diện của vât
II VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Một sợi dây bằng kim loại dài 2m, đường kính 0,75mm Khi kéo bằng 1 lực 30N thì sợi dây dãn
ra thêm l,2mm Suất đàn hồi của sợi dây là
A 11,3.1010Pa B 22,6.1010Pa C 5,56.1010Pa D 5,56.1011Pa
Trang 8Ví dụ 3: Một thanh thép dài 4m, tiết diện 2cm2 Phải tác dụng lên thanh thép một lực kéo bằng bao nhiêu
để thanh dài thêm l,5mm? Có thể dùng thanh thép này để treo các vật có trọng lượng bằng bao nhiêu mà không bị đứt? Biết suất Young và giới hạn bền cùa thép là 2.1011 Pa và 6,86,108 Pa
Trang 9III BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG
Câu 1: Treo một vật có khối lượng m vào một lò xo có hệ số đàn hồi 100N/m thì lò xo dãn ra l0cm Khối
lượng m nhận giá trị nào sau đây?
Câu 2: Một sợi dây bằng đồng thau dài l,8m có đường kính 0,8mm Khi bị kéo bằng một lực 25N thì nó
dãn ra một đoạn bằng 4mm Suất Y- âng của đồng thau là:
A E = 8.95.109 Pa B E = 8,95.1010 Pa C E = 8,95.1011 Pa D E = 8,95.1012 Pa
Câu 3: Mức độ biến dạng của thanh rắn phụ thuộc nhũng yếu tố nào?
A Bản chất của thanh rắn B Độ lớn của ngoại lực tác dụng vào thanh
C Tiết diện ngang của thanh D Cả ba yếu tố trên
Câu 4: Vật nào dưới đây chịu biến dạng kéo?
C Dây cáp của cần cẩu đang chuyển động D Cột nhà
Câu 5: Vật nào dưới đây chịu biến dạng nén?
A Dây cáp của cầu treo B Thanh nối các toa xe lửa đang chạy
C Chiếc xà beng đang bẩy một tảng đá to D Trụ cầu
Câu 6: Hệ số đàn hồi của thanh thép khi biến dạng kéo hoặc nén phụ thuộc như thế nào vào tiết diện
ngang và độ dài ban đầu của thanh rắn?
A Tỉ lệ thuận với tích số của độ dài ban đầu và tỉ lệ nghịch với tiết diện ngang của thanh
B Tỉ lệ thuận với độ dài ban đầu và tỉ lệ nghịch với tiết diện ngang của thanh
C Tỉ lệ thuận với tiết diện ngang và ti lệ nghịch với độ dài ban đầu của thanh
D Tỉ lệ nghịch với tích số của độ dài ban đầu và tiết diện ngang của thanh
Câu 7: Một sợi dây sắt dài gấp đôi nhưng có tiết diện nhỏ bằng nửa tiết diện của sợi dây đồng Giữ chặt
đầu trên của mỗi sợi dây và treo vào đầu dưới của chúng hai vật nặng giống nhau Suất đàn hồi của sắt lớn hơn của đồng 1,6 lần Hỏi sợi dây sắt bị dãn nhiều hơn hay ít hơn bao nhiêu lần so với sợi dây đồng?
A Sợi dây sắt bị dãn ít hơn 1,6 lần B Sợi dây sắt bị dãn nhiều hơn 1,6 lần
C Sợi dây sắt bị dãn ít hơn 2,5 lần D Sợi dây sắt bị dãn nhiều hơn 2,5 lần
Câu 8: Một thanh thép dài 5,0 m có tiết diện 1,5 cm2 được giữ chặt một đầu Cho biết suất đàn hồi của thép là E = 2.1011 Pa Lực kéo tác dụng lên đầu kia của thanh thép bằng bao nhiêu để thanh dài thêm 2,5 mm?
Trang 11§3 SỰ NỞ VÌ NHIỆT
I TRỌNG TÂM KIẾN THỨC
1 Sự nở dài
Định nghĩa: Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở dài vì nhiệt
- Độ nở dài ∆l cùa vật rắn hình trụ đồng chất tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ ∆t và độ dài ban đầu l của vật 0
+ l là chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ t0 0
+ l là chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ t
+ α là hệ số nở dài của vật rắn, phụ thuộc vào chất liệu vật rắn (K-1)
+ ∆ = −t t t là độ tăng nhiệt độ của vật rắn (°C hay K) 0
+ t là nhiệt độ đầu 0
+ t là nhiệt độ sau
2 Sự nở khối
Định nghĩa: Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối
Độ nở khối của vật rắn đồng chất đẳng hướng được xác định theo công thức:
Độ nở khối
∆ = −V V V bV t = ∆Trong đó:
- Phải tính toán để khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt
- Lợi dụng sự nở vì nhiệt đế lồng ghép đai sắt vào các bánh xe, để chế tạo các băng kép dùng làm rơle đóng ngắt điện tự động,…
II VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Một thanh ray dài 10m được lắp trên đường sắt ở 20°C Phải để hở hai đầu một bề rộng bao
nhiêu để nhiệt độ nóng lên đến 60°C thì vẫn đủ chỗ cho thanh ray giãn ra? α =12.10−6K−1
Trang 12Độ rộng khe hở phải lớn hơn độ giãn nở cực đại của một thanh ray
Ví dụ 2: Buổi sáng ở nhiệt độ 15°C, chiều dài của thanh thép là 10m Hỏi buổi trưa ở nhiệt độ 30°C thì
chiều dài của thanh thép trên là bao nhiêu? Biết
A 10,0165 m B 10,00165m C 10,165m D 9,9835m
Lời giải:
3 11,1.10
Ví dụ 3: Hai thanh kim loại, một bằng sắt và một bằng kẽm ở 0°C có chiều dài bằng nhau, còn ở 100°C
thì chiều dài chênh lệch nhau 1mm Tìm chiều dài hai thanh ờ 0°C Biết hệ số nở dài của sắt và kẽm là 1,14.10-5K-1 và 3,4.110-5K-1
Lời giải:
- Chiều dài của thanh sắt ờ 100°C là: l l s = 0(1+ ∆αs t )
- Chiều dài của thanh kẽm ờ 100°C là: l k =l0(1+ ∆αk t )
Ví dụ 4: Tính độ dài của thanh thép và thanh đồng ở 0°C sao cho ở bất kỳ nhiệt độ nào thanh thép cũng
dài hơn thanh đồng 5cm Cho hệ số nở dài của thép và đồng lần lượt là 1,2.10-5K-1 và 1,7.10-5K-1
Trang 13Ví dụ 6: Một ấm bằng đồng thau có dung tích 3 lít ở 30°C Dùng ấm này đun nước thì khi sôi dung tích
của ấm là 3,012 lít Hệ số nở dài của đồng thau là bao nhiêu?
Trang 14III BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG
Câu 1: Với kí hiệu: l0 là chiều dài ở 00C; l là chiều dài ở t°C; α là hệ số nở dài Biểu thức nào sau đây là đúng với công thức tính chiều dài 1 ở t°C?
A.l l= +0 αt B.l l t = 0α C l l= 0(1+αt ) D
01
=+α
l l
t
Câu 2: Một thanh thép ở 0°C có độ dài 0,5 m Tim chiều dài thanh ở 20°C Biết hệ số nở dài của thép là
12.10-6 K-1
Câu 3: Một thước thép ở 0°C có độ dài 2000mm Khi nhiệt độ tăng đến 20°C, thước thép dài thêm một
đoạn là: (biết hệ số nở dài thuớc thép 12.10-6 K-1 )
Câu 4: Kết luận nào sau đây là đúng khi nói về mối liên hệ giữa hệ số nờ khối β và hệ sổ nở dài α ?
αβ
Câu 5: Với ký hiệu: V0 là thể tích ở 0°C; V thể tích ở t°C; β là hệ số nờ khối Biếu thức nào sau đây là đúng với công thức tính thể tích ở t°C?
A.V V= 0−βt B.V V= 0+βt C.V V= 0(1+βt ) D
01
=+β
V V
t
Câu 6: Một thanh ray dài 10m được lắp lên đường sắt ở nhiệt độ 20°C Phải chừa một khe hở ở đầu thanh
ray với bề rộng là bao nhiêu, nếu thanh ray nóng đến 500C thì vẫn đủ chỗ cho thanh dãn ra (Biết hệ số nở dài của sắt làm thanh ray làα =12.10−6K−1 )
A.∆ =l 3,6.10−2m B ∆ =l 3,6.10−3m C ∆ =l 3,6.10−4m D ∆ =l 3,6.10−5m
Câu 7: Hai thanh kim loại, một bằng sắt và một bằng kẽm ở 0°C có chiều dài bằng nhau, còn ở 100°C thì
chiều dài chênh lệch nhau 1mm Cho biết hệ số nở dài của sắt là α =1,14.10−5K và của kẽm là−1
Câu 8: Một cái xà bằng thép tròn đường kính tiết diện 5cm hai đầu được chôn chặt vào tường Cho biết
hệ số nở dài của thép1,2.10−5K , suất đàn hồi 20.10−1 10 N/m2 Nếu nhiệt độ tăng thêm 25°C thì độ lớn của lực do xà tác dụng vào tường là :
β K Khi nhiệt độ tăng đến 38°C thì thể
tích của thủy ngân tràn ra là:
A ∆V = 0,015cm3 B ∆V =0,15cm3 C ∆V = l,5cm3 D ∆V = 15cm3
Câu 10: Một thanh hình trụ có tiết diện 25cm2 được đun nóng từ t1 = 0°C đến nhiệt độ t2 = 100°C Hệ số
nở dài của chất làm thanh và suất dàn hồi của thanh là α =18.10−6K−1 và E = 9,8.1010 N/m Muốn chiều dài của thanh vẫn không đổi thì cần tác dụng vào hai đầu thanh hình trụ những lực có giá trị nào sau đây:
A F = 441 N B F = 441.10-2 N C F = 441.10-3 N D F = 441.10-4 N
Trang 15Câu 11: Một quá cầu bằng đồng thau có R = 50cm ở t = 25°C Tính thể tích của quả cầu ở nhiệt độ 60°C
Câu 17: Người ta muốn lắp một cái vành bằng sắt vào một bánh xe bằng gỗ có đường kính l00cm Biết
rằng đường kính của vành sắt lúc đầu nhỏ hơn đường kính của bánh xe 5mm Vậy phải nâng nhiệt độ lên thêm bao nhiêu để có thể lắp vành sắt vào bánh xe?
Câu 18: Một tấm kim loại hình vuông ờ 0°C có độ dài mỗi cạnh là 40cm khi bị nung nóng, diện tích của
tấm kim loại tăng thêm 1,44 cm2 Xác định nhiệt độ của tấm kim loại? Biết hệ số nở dài cùa kim loại này
là12.10 /−6 K−1.
ĐÁP ÁN
HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đáp án C
Biểu thức: l l= 0(1+αt )
Câu 2: Đáp án B
Trang 16Khi nhiệt độ tăng thêm ∆ =t 250C thì xà dãn dài thêm một đoạn: ∆ = − =l l l0 l0α∆t
Vì hai đầu xà chôn chặt vào tường, nên xà chịu một lực nén (bằng chính lực do xà tác dụng vào tường) là
0 .∆
Độ tăng thể tích của thuỷ ngân là ∆ ≈V2 β2V t ∆
Độ tăng dung tích của bình chứa là ∆ ≈V1 3 αV t ∆
Thể tích thuỷ ngân tràn ra ∆ = ∆ − ∆ =V V2 V1 (β2−3α1) .V t ∆
Thay số ta được ∆V = 0,15 cm3
Câu 10: Đáp án C
Trang 17Thanh chịu biến dạng nén, theo định luật Húc ta có 0
Độ tăng thể tích của thuỷ ngân là∆ ≈V2 β2V t .∆
Độ tăng dung tích của bình thuỷ tinh là∆ ≈V1 3 αV t ∆
Trang 18Suy ra ∆ =t 37,5 0C
Trang 19CÁC HIỆN TƯỢNG CỦA CHẤT LỎNG
I TRỌNG TÂM KIẾN THỨC
1 Lực căng bề mặt chất lỏng
o Những lực kéo căng bề mặt chất lỏng gọi là lực căng bề mặt chất lỏng
o Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng luôn luôn có phương vuông góc với đoạn đường này và tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng, có chiều làm giảm diện tích bề mặt của chất lỏng và có độ lớn tỉ lệ thuận với độ dài của đoạn đường đó
- σ là hệ số căng mặt ngoài, có đơn vị là N/m
- l=πd: chu vi đường tròn giới hạn mặt thoáng chất lỏng (m)
Chú ý
Hệ số σ phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng: σ giảm khi nhiệt độ tăng
2 Hiện tượng dính ướt và không dính ướt
Bề mặt chất lỏng ở sát thành bình chứa nó có dạng mặt khum lõm khi thành bình bị dính ướt và có dạng mặt khum lồi khi thành bình không bị dính ướt
Ứng dụng: Hiện tượng mặt vật rắn bị dính ướt chất lỏng được ứng dụng để làm giàu quặng theo phương
pháp “tuyển nổi”
3 Hiện tượng mao dẫn
Hiện tượng mức chất lỏng ở bên trong các ống có đường kính nhỏ luôn dâng cao hơn, hoặc hạ thấp hơn
so với bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống gọi là hiện tượng mao dẫn
Các ống trong đó xảy ra hiện tượng mao dẫn gọi là ống mao dẫn
Công thức mao dẫn
4
= σ
h Dgd
Ứng dụng: Các ống mao dẫn trong bộ rễ và thân cây dẫn nước hòa tan khoáng chất lên nuôi cây
Dầu hỏa có thể ngấm theo các sợi nhỏ trong bấc đèn đến ngọn bấc để cháy
Chú ý
Hệ số căng mặt ngoài σ càng lớn, đường kính trong của ống càng nhỏ mức chênh lệch chất lỏng trong
ống và ngoài ống càng lớn
II VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Một vòng nhôm mỏng có đường kính ngoài và trong là 50mm và có trọng lượng 68.10− 3N được treo vào một lực kế lò xo sao cho đáy của vòng nhôm tiếp xúc với mặt nước Lực để kéo bứt vòng nhôm
ra khỏi mặt nước bằng bao nhiêu? Nếu biết hệ số căng bề mặt của nước là 72.10− 3N
Ví dụ 2: Màng xà phòng tạo ra trên khung dây thép hình chữ nhật có cạnh MN=10cm di chuyển được
Cần thực hiện công bao nhiêu để kéo cạnh MN di chuyển 5cm để làm tăng diện tích màng xà phòng?
Trang 20⇒F P m c = = = N mà F c =σ.l=σ π .d => =d 2.10− 3m
Đáp án A
Ví dụ 5: Nước từ trong một pipette chảy ra ngoài thành từng giọt,đường kính đầu ống là 0,5mm Tính
xem 10cm3 nước chảy hết ra ngoài thành bao nhiêu giọt? Biết rằng σ =7,3.10− 2N m /
Câu 1: Tìm câu sai
Độ lớn của lực căng bề mặt của chất lỏng luôn:
A Tỉ lệ với độ dài đườmg giới hạn bề mặt chất lỏng
B Phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng
C Phụ thuộc vào hình dạng chất lỏng
D Tính bằng công thức F=σ.l trong đó σ là suất căng mặt ngoài, l là chiều dài dường giới hạn mặt
Trang 21thoáng
Câu 2: Hiện tượng nào sau đây không liên quan tới hiện tượng mao dẫn?
A Cốc nước đá có nước đọng trên thành cốc
B Mực ngấm theo rãnh ngòi bút
C Bấc đèn hút dầu
D Giấy thấm hút mực
Câu 3: Hai vật được treo ở đầu hai lực kế lò xo, nhúng cả haỉ vật đó vào trong nước, độ chỉ của hai lực kế
giảm đi những lượng bằng nhau, ta có thể kết luận 2 vật đó có cùng
A khối lượng riêng B thể tích C khối lượng D trọng lượng
Câu 4: Hai học sinh cùng kéo bằng lực 40 N lên một lực kế Số chỉ của lực kế khi hai người kéo hai đầu
và khi hai người cùng kéo một đầu còn đầu kia cố định là:
A 40N; 80N B 80N; 40 N C cùng bằng 80 N D cùng bằng 40 N Câu 5: Một ống mao dẫn có đường kính trong là 1mm nhúng thẳng đứng trong rượu Rượu dâng lên
trong ống một đoạn 12mm Khối lượng riêng của rượu là D = 800kg/m3, g = 10m/s2 Suất căng mặt ngoài của rượu có giá trị nào sau đây?
A 0,24 N/m B 0,024 N/m C 0,012 N/m D Đáp án khác
Câu 6: Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm và đường kính trong là 40mm Trọng lượng của
vòng xuyến là 45mN Lực tối thiếu để bứt vòng xuyến ra khỏi bề mặt của Glixerin ớ 20°C là 64,3 mN Hệ
số căng bề mặt của glixerin ở nhiệt độ này là?
A 730.10-3N/m B 73.10-3N/m C 0,73.10-3N/m D Đáp án khác
Câu 7: Một ống mao dẫn có đường kính trong là d = 2,5mm hở hai đầu được nhúng chìm trong nước rồi
rút khỏi nước ở vị trí thẳng đứng Khối lượng riêng và suất căng mặt ngoài của nưóc lần lượt là 103kg/m3
và 0,075 N/m Độ cao còn lại của nước trong ống là:
Câu 8: Một ống mao dẫn có đường kính trong là d = 0,2mm ban đầu chứa đầy rượu sau đó dựng ống
thẳng đứng và để hở hai đầu Suất căng mặt ngoài của rượu là 0,025N/m Trọng lượng của phần rượu còn lại là?
A 3,14.10-5 N B 3,14.10-4N C 1,57.10-5N D 1,57.10-4N
Câu 9: Cho nước vào ống nhỏ giọt có đường kính miệng là d = 0,8mm Suất căng mặt ngoài của nước
là 0,0781 N/m; g = 9,8 m/s2 Khối lượng của mỗi giọt rượu rơi khỏi ống là:
Câu 10: Điều nào sau đây là sai khi nói về các phân tử cấu tạo nên chất lỏng?
A Khoảng cách giữa các phân tử chất lỏng vào khoảng kích thước phân tử
B Mỗi phân tử chất lỏng luôn dao động hỗn độn quanh một vị trí cân bằng xác định Sau một khoảng
thời gian nào đó , nó lại nhảy sang một vị trí cân bằng khác
C Mọi chất lỏng đều được cấu tạo từ một loại phân tử
D Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các phân tử chất lỏng cũng tăng
Câu 11: Hiện tượng nào sau đây không liên quan đến hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng
A Bong bóng xà phòng lơ lửng trong không khí,
B Chiếc đinh ghim nhờn mỡ nổi trên mặt nước
C Nước chảy từ trong vòi ra ngoài
Trang 22D Giọt nước đọng trên lá sen
Câu 12: Chiều của lực căng bề mặt chất lỏng có tác dụng
A Làm tăng diện tích mặt thoáng của chất lỏng
B Làm giảm diện tích mặt thoáng của chất lỏng
C Giữ cho mặt thoáng của chất lỏng luôn ổn định
D Giữ cho mặt thoáng của chất lỏng luôn nằm ngang
Câu 13: Điều nào sau đây là sai khi nói về lực căng bề mặt của chất lỏng?
A Độ lớn lực căng bề mặt tỉ lệ với độ dài đường giới hạn 1 mặt thoáng của chất lỏng
B Hệ số căng bề mặt σ của chất lỏng phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng
C Hệ số căng bề mặt σ không phụ thuộc vào nhiệt độ của chất lỏng
D Lực căng bề mặt có phương tiếp tuyến với mặt thoáng của chất lỏng và vuông góc với đường giới
hạn của mặt thoáng
Câu 14: Hiện tượng dính ướt của chất lỏng được ứng dụng để:
A Làm giàu quặng (loại bẩn quặng) theo phương pháp tuyển nổi
B Dẫn nước từ nhà máy đến các gia đình bằng ống nhựa,
C Thấm vết mực loang trên mặt giấy bằng giấy thấm
D Chuyển chất lỏng từ bình nọ sang bình kia bằng ống xi phông
Câu 15: Ống được dùng làm ống mao dẫn phải thoả mãn điều kiện:
A Tiết diện nhỏ, hở cả hai đầu và không bị nước dính ướt
B Tiết diện nhỏ hở một dầu và không bị nước dính ướt
C Tiết diện nhỏ, hở cả hai đầu
D Tiết diện nhỏ, hở cả hai đầu và bị nước dính ướt
Câu 16: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hiện tượng mao dẫn?
A Hiện tượng mao dẫn là hiện tượng chất lỏng trong những ống có tiết diện nhỏ được dâng lên hay hạ
xuống so với mực chất lỏng bên ngoài ống
B Hiện tượng mao dẫn chỉ xảy ra khi chất làm ống mao dẫn bị nước dính ướt
C Hiện tượng mao dẫn chỉ xảy ra khi chất làm ống mao dẫn không bị nước làm ướt
D Cả ba phát biểu A, B, C đều đúng
Câu 17: Một vòng dây kim loại có đường kính 8cm được dìm nằm ngang trong một chậu dầu thô Khi
kéo vòng dây ra khỏi đầu, người ta đo được lực phải tác dụng thêm do lực căng bề mặt là 9,2.10-3N Hệ
số căng bề mặt của dầu trong chậu là giá trị nào sau đây:
A.σ =18,4.10− 3N m/ B σ =18,4.10− 4N m /
C σ =18,4.10− 5N m / D σ =18,4.10− 6N m/
Câu 18: Một quả cầu mặt ngoài hoàn toàn không bị nước làm dính ướt Biết bán kính của quả cầu là
0,1mm, suất căng bề mặt của nước là 0,073N/m Khi quả cầu được đặt lên mặt nước, lực căng bề mặt lớn nhất tác dụng lên nó nhận giá trị nào sau đây:
A F max =4,6N B.F max =4,5.10− 2N C.F max =4,5.10− 3N D F max =4,6.10− 5N
Câu 19: Một vành khuyên mỏng có đường kính 34 mm, đặt nằm ngang và treo vào đầu dưới của một lò
xo để thẳng đứng Nhúng vành khuyên vào một cốc nước, rồi cầm đầu kia của lò xo và kéo vành khuyên
ra khỏi nước, ta thấy lò xo dãn thêm 32 mm Tính hệ số căng mặt ngoài của nước Biết lò xo có độ cứng
Trang 230,5 N/m
A 0,0749 N/m B 0,024 N/m C 0,012 N/m D Đáp án khác
Câu 20: Để xác định hệ số căng bề mặt của nước, người ta dùng ống nhỏ giọt mà đầu dưới của ống có
đường kính trong 2mm Biết khối lượng 20 giọt nước nhỏ xuống là 0,95g Xác định hệ số căng bề mặt, coi trọng lượng giọt nước đúng bằng lực căng bề mặt lên giọt nước Khối lượng mỗi giọt nước:
3
50,95.10 4,75.10
Câu 21: Nhúng một khung hình vuông mỗi cạnh dài 8,75 cm, có khối lượng 2 g vào trong rượu rồi kéo
lên Tính lực kéo khung lên Biết hệ số căng mặt ngoài của rượu là 21,4.10-3 N/m
N.
Câu 22: Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44 mm và đường kính trong là 40 mm Trọng lượng của
vòng xuyến là 45 mN Lực bứt vòng xuyến này khỏi bề mặt của glixêrin ở 20°C là 64,3 mN Tính hệ số căng mặt ngoài của glixêrin ở nhiệt độ này
73.10-4 N
Câu 23: Một vòng nhôm hình trụ rỗng có bán kính trong 3 cm, bán kính ngoài 3,2 cm, chiều cao 12 cm
đặt nằm ngang trong nước Tính độ lớn lực cần thiết để nâng vòng ra khỏi mặt nước Biết trọng lượng riêng của nhôm là 28.l0-3 N/m3; suất căng mặt ngoài của nước là 73.10-3N/m; nước dính ướt nhôm
1,14.10-2 N
ĐÁP ÁN
Trang 24Câu 5: Đáp án B
Áp dụng công thức = 4σ
h Dgd suy ra σ = 4 =0,024 /
Lực căng bề mặt tác dụng lên quả cầu: F =σl
F đạt cực đại khi l =2πr (chu vi vòng tròn lớn nhất)