Giáo án Vật lý Chủ đề 6: Các thể rắn ,lỏng và khí Sự chuyển thể47138

- Giải được các bài tập về sự nở dài và nở khối của vật rắn.. - Giải thích được một số hiện tượng thực tế có nguyên nhân là sự biến dạng và sự nở vì nhiệt của vật rắn.. Kĩ năng - Giải th

Chủ đề 6 Các thể rắn ,lỏng và khí - sự chuyển thể

*******************

Ngày soạn :8/3/2007

Tiết 1- Bài 19

Biến dạng cơ của vật rắn

sự nở vì nhiệt của vật rắn I/ Mục tiêu :

1 Kiến thức

- Phân biệt được biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo

- Phát biểu được định luật Húc đối với biến dạng của vật rắn

- Viết được các công thức nở dài và nở khối của vật rắn

2 Kĩ năng

- Giải được các bài tập đơn giản về biến dạng của vật rắn

- Giải được các bài tập về sự nở dài và nở khối của vật rắn

- Giải thích được một số hiện tượng thực tế có nguyên nhân là sự biến dạng và sự

nở vì nhiệt của vật rắn

II/ Chuẩn bị :

1 GV : 2 bài tập

2 HS : Ôn lai các kiến thức liên quan

III/ Hoạt động dạy và học cụ thể

Hoạt động 1: ổn định tổ chức lớp

Hoạt động 2: Ôn lại kiến thức

GV nêu câu hỏi

O Biến dạng cơ của vật rắn là gì ?

O Có mấy loại biến đạng ? và nêu định

nghĩa từng loại biến dạng ?

O các biến dạng trên có tuân theo định

luật Húc khộng ? Và với điều kiện gì

của vật ?Viết biểu thức tính lực đàn hồi

?

GV : Sự nở vì nhiệt của vật rắn có : Sự

nở dài và sự nở thể tích (sự nở khối )

O Viết công thức độ nở dài :

hay l=l0(1+t)

t

l

  0

Lo: là chiều dài của vật ở nhiệt độ ban

đầu t0 , l là chiều dài của vật ở nhiệt độ

cuối t0C ,  là hệ số nở dài

O Viết công thức tính độ nở khối ?

-Học sinh trả lời câu hỏi của giáo viên

- Chú ý : Nếu ban đầu t0=00C thì công thức của sự nở dài và sự nở khối có dạng :

L=l0(1+t) và V=V0(1+t).

L0 là chiều dài của vât ở 00C

Hoạt động 3: Vận dụng giải bài tập

Bài 1:

Có một tấm bê tông hình hộp dài 1,2m ,

có khối lượng 8000kg được đặt nằm

ngang Tấm bê tông gác lên hai cột

hình trụ , một bằng nhôm và một bằng

thép , có cùng tiết diện và chiều cao

Các cột dựng trên đế rất chắc Cột bằng

nhôm đỡ một đầu tấm bê tông , còn cột

bằng thép cần phải đỡ ở vị trí nào đó để

tấm bê tông nằm ngang

a) Hãy xác định vị trí đỡ của cột thép

b) Hỏi độ biến dạng nén của mỗi cột

kim loại trong điều kiện trên ? Cho biết

tiết diện của mối cột là S=4cm2 và chiều

dài mỗi cột là l=2m ; các suất Y-âng

của nhôm và của thép lần lượt là

E1=7.1010Pa và E2=2,1.1011(Pa) Lấy

g=10m/s2

HD: Ta có E1>E2 nên thép cứng hơn

nhôm.Muốn tấm bê tông nằm ngang thì

cột thép phải chịu một lực nén F2 lớn

hơn lực nén lên cột nhôm F1sao cho sự

biến dạng nén là như nhau Muốn vậy

cột sắt phải đỡ tấm bê tông gần trọng

tâm của tấm bê tông hơn

Bài 2 :

Một thanh có độ dài 2,5m khi đo ở 200C

bằng một thước thép ở cùng nhiệt độ

-Học sinh ghi và tóm tắt đề bài vào vở Theo sự hướng dẫn của giáo viên

- Vẽ hình vào vở

1,2m O1 O O2

F2 F1

P 2m

a) áp dụng định luật Húc , ta có :

(2)

l

l E S

F l

l E S

2 2

2 1 1 1

1

);

1





 Chia (2) cho (1) , vế theo vế và nhớ là :

 l1=l2 ta được :

3 10 7

10 1 , 2

10 11

1 2 1

E

E F F

Vậy F2= 3F1

Mặt khác ,ta có : P=F1+F2 và

3

2 1 1

OO

OO F

F

Tấm bê tông dài 1,2 m ; vậy OO1=0,6m

và OO2=0,2m

b) Tính độ biến dạng nén của mỗi cột :

Từ (1) suy ra

1

1 1

SE

l F

l 



Ta có : F2=3F1 và P=8000.10=80000N .Do đó :F1=20.000N

l F

1

1



Cả thanh và thước được làm nóng tới

2200C Khi đó cũng dùng thước trên để

đo thì thanh có độ dài 2,5035m Hãy

tìm hệ số nở dài của vật liệu làm thanh

và đoán xem vật liệu đó là vật liệu gì?

Cho biết hệ số nở dài của thép là

=11,0.10-6K-1 Khi tính độ dài thì lấy

đến độ chính xác là 1.10-4m( Bốn số lẻ

sau dấu phảy với đơn vị là met)

HD: Trước hết ta tính xem ở 2200C thì

độ dài của thước thép là bao nhiêu so

với khi ở 200C

áp dụng công thức sự nở dài cho thước

thép , ta có l=1[1+11.10-6(220- 20)]

=1,0022m

Kí hiệu độ dài của thước thép ở 2200C là

m* và ta dùng thước thép này để đo

thanh rắn ở 2200C thì được 2,5035m* ,

nghĩa là độ dài của thanh sẽ là

:2,5035.1,0022=2,5090m , nếu đo bằng

thước thép ở 200C

áp dụng công thức của sự nở dài cho

thanh rắn , ta có :

2,5090=2,5[1+(220-20)]

Suy ra =18.10-6 K-1 (Đồng thau )

-Học sinh tóm tắt đề bài

-Xác định chiều dài của thước ở 2200C

Hoạt động 4: Giao nhiệm vụ về nhà

Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò

-Về nhà làm các bài tập sau :

Bài 19,1 , 19,2,19.3 SGK

-HDẫn

- HS nhận nhiệm vụ về nhà

Ngày soạn :9/03/2007

Tiết 2 - Bài 20

Hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng Hiện tượng dính ướt và không dính ướt

Hiện tượng mao dẫn

*************

I/ Mục tiêu

1 Kiến thức

- Nêu được ví dụ về hiện tượng căng bề mặt

- Mô tả được hiện tượng dính ướt và không dính ướt

- Nêu được công thức tính lực căng bề mặt

- Nêu được hiện tượng mao dẫn là gì

- Viết được công thức tính độ cao của cột chất lỏng trong ống mao dẫn

2 Kĩ năng

- Giải thích được các hiện tượng co sliên quan đến mặt ngoài của chất lỏng

- Tính được độ cao của cột nước dâng lên trong ống mao dẫn có hình dạng khác nhau

II/ Chuẩn bị :

Giáo viên : Ôn lại kiến thức cho học sinh và 2 bài tập

III/ Hoạt động dạy và học

Hoạt động 1: ổn định tổ chức lớp

Hoạt động 2 :Nhắc lại kiến thức cơ bản

Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của HS

1 Những ví dụ về hiện tượng căng bề

mặt của chất lỏng :bong bóng xà phòng

, màng xà phòng ; kim dính dầu nổi

trên mặt nước ; con nhện nước đi trên

mặt nước ; Chất lỏng chảy thành giọt

qua ống có miệng thắt nhỏ ;

* Hiện tượng đặc biệt : Giọt chất lỏng ở

trạng thái không trọng lượng có dạng

hình cầu ( ví dụ như giọt nước rơi trong

không khí có dạng rất gần hình cầu )

.Hiện tượng này và nhiều hiện tượng

khác cho biết :Bề mặt ngoài khối lỏng

có xu hướng thu về diện tích nhỏ nhất

2.Lực căng mặt ngoài :Lớp bề mắt chất

lỏng có xu hướng thu về diện tích nhỏ

nhất , giống như tính chất của một màng

căng , nó gây ra lực căng bề mặt được

xác định như sau :+ đặt lên đường giới

hạn của bề mặt và vuông góc với nó

+ có phương tiếp tuyến với bề mặt của

khối chất lỏng

+Chiều hướng về phía mặt ngoài khối

lỏng gây ra lực căng đó

F=l là hệ số căng bề mặt hay suất căng

bề mặt ; l là độ dài đường giới hạn bề

mặt vuông góc với F

2.3 Sự dính ướt và kjhông dính ướt Chất lỏng có thể làm dính ướt mặt chất rắn Khi đó giọt chất lỏng loang rộng ra trên bề mặt chất rắn

Ví dụ : giọt nước loang ra trên mựt tấm thuỷ tinh

Chất lỏng có thể không dính ướt mặt chất rắn Khi đó giọt chất lỏng co tròn lại trên bề mặt chất rắn ,

Ví dụ : giọt thuỷ ngân co tròn lại trên tấm kính

Sự tương tác giữa các phân tử chất rắn với các phân tử chất lỏng khi chúng tiếp xúc nhau gây ra hiện tượng dính ướt và không dính ướt

Do có sự dính ướt và không dính ướt

mà phần chất lỏng ở sát thành bình bị lõm vào khi chất lỏngt dính ướt chất rắn cấu tạo bình hay bị lồi ra khi chất lỏng không dính ướt chất rắn cấu tạo lên bình .4 Hiên tượng mao dẫn : Hiện tượng dính ướt hay không dính ướt cùng với hiện tượng căng mặt ngoài của khối chất lỏng gây ra hiện tượng mao dẫn

Hoạt động 2: Vận dụng làm bài tập

Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của HS

Bài 1:

Một khung chữ nhật ABCD ,ở đó cạnh

AD có thể trượt trên bề mặt ngang

không ma sát dọc theo hai cạnh AB và

DC Khung để ở vị trí nằm ngang , cạnh

AD được giữ bằng một lò xo có hệ số

đàn hồi rất nhỏ k=0,24N/m

Lò xo đặt nằm ngang và song song với

cạnh AB và DC Một đầu lò xo được

giữ chặt còn đầu kia móc vào thanh AD

và vuông góc với cạnh AD (HV) Lúc

đầu lò xo ở trạng thái tự do Bây giờ

người ta tạo trên khung chữ nhật mọt

màng xà phòng

Hỏi cạnh AD có thể dịch chuyển một

đoạn đường bằng bao nhỉêu nhờ lực

căng bề mặt của nước xà phòng ? Cho

biết hệ số căng bề mặt của nước xà

phòng là =0,04N/m và cạnh AD có độ

dài là l=6cm

Bài 2:

Có hai ống mao dẫn thuỷ tinh 1 và 2

với các đường kính trong lần lượt là

d1=2,4mm và d2=1mm Nhúng ống 1

vào nước và ống 2 vào rượu, người ta

thấy đọ cao dâng lên của rượu trong

ống 2 chỉ bằng nửa độ cao của nước

dâng lên trong ống 1 Cho biết nước và

rượu đều dính ướt thuỷ tinh

Hỏi hệ số căng bề mặt của rượu là bao

nhiêu ? Biết rằng khối lượng riêng của

nước và rượu lần lượt là 1=1000kg/m 3

và 2=790kg/m 3; hệ số căng bề mặt của

nước là 1=0,0728N/m

Gọi d là khoảng dịch chuyển của cạnh

AD do lực căng bề mặt của màng xà phòng Khi đầu lò xo gắn vào cạnh AD

bị kéo dãn một đoạn d , thì lò xo sinh ra một lực đàn hồi :F=kd

Cạnh AD đứng cân bằng khi lực đàn hồi Fđh nói trên cân bằng với lực căng bề mặt của màng xà phòng F tác dụng lên cạnh AD ở đây màng xà phòng có hai mặt nên lực căng bề mặt tác dụng lên cạnh AD sẽ được tính như sau :

F=2l

Từ đó suy ra d=0,02m

- HD làm bài 2 :

áp dụng công thức tính độ chênh lệch mực chất lỏng trong hiện tượng mao dẫn cho hai trường hợp nước và rượu , ta viết :

gd

h gd

h

2

2 2

1

1 1

4

;

4











 h1=2h2

2 0,023960,024N / m

Hoạt động 3 : Củng cố

Bài 3: Một người đứng trong thang máy

, cầm một cốc nước trong đó nhúng

thẳng đứng một ống mao dẫn thuỷ tinh

Mực nước dâng lên trong ống do hiện

tượng mao dẫn Hỏi mực nước trong

ống mao dẫn sẽ thay đổi như thế nào ?

A Không thay đổi gì cả

B.Mực nươc dâng cao hơn

C.Mực nước tụt xuống thấp hơn

D Mực nước dao động lên xuống

Ngày soạn :12/03/2007

Tiết 3 - bài 21

Sự chuyển thể

**********

I/ Mục tiêu :

1 Kiến thức

- Nêu đựoc đặc điểm về nhiệt độ của sự nóng chảy , đông đặc , sự sôi

- Viết được công thức tính nhiệt nóng chảy của vật rắn : Q=m

- Phân biệt được hơi khô và hơi bão hoà

- Viết được công thức tính nhiệt hoá hơi : Q= Lm

- Phát biểu được định nghĩa về độ ẩm tuyệt đối , độ ẩm tỉ đối , độ ẩm cực đại của không khí

2 Kĩ năng

- Vận dụng được công thức về nhiệt nóng chảy và nhiệt hoá hơi để giải bài toán về chuyển thể của chất

- Giải thích đựoc các quas trình bay hơi và ngưng tụ dựa trên chuyển động nhiệt của phân tử

- Giải thích được các biện pháp chuyển hơi khô thành hơi bão hoà và ngược lại II/ Chuẩn bị

1 GV : Nhắc lại một số kiến thưc cần nhớ và 2 bài tập có lời giải

2 HS : ôn lại các kiến thức liên quan đã học lớ dưới

III/ Hoạt động dạy và học cụ thể

Hoạt động 1: ổn định tổ chức lớp

Hoạt động 2: Nhắc lại các kiến thức cần nhớ

1 Tổng quan về sự chuyển thể

Trình bày như SGK

2 Sự nóng chảy và sự đông đặc (SGK)

3 Sự hoá hơi và sự ngưng tụ

4 Độ ẩm của không khí (SGK)

Hoạt động 3 – Giải bài tập

Bài 1:

Để đúc một vật bằng đồng có khối

lượng 5,2kg , người ta nấu chảy đồng

rồi đổ vào khuôn ở áp suất khí quyển

Hỏi khuôn đúc đã nhận được 1 nhiệt

- Học sinh làm theo sự trợ giúp của giáo viên

Bài 1:

a) Nhiệt lượng mà khuôn đúc nhận được

từ khối đồng nóng chảy khi đông đặc

lượng bằng bao nhiêu từ khối đồng nóng

chảy đông đặc lại ?Cho biết nhiệt nóng

chảy riêng  của đồng là 207kJ/kg

Nếu bây giờ người ta làm nguội khuôn

bằng cách đổ nước ở nhiệt độ 250C lên

khuôn , thì khuôn sẽ làm bay hơi ( ở

nhiệt độ sôi 1000C)bao nhiêu nước?Cho

biết nhiệt dung riêng của nước là

:c=4190J/kg.K) và nhiệt hoá hơi riêng

L của nước khi sôi ở 1000C là

2,26.106J/kg bỏ qua các thất thoát nhiệt

lượng ra môi trường và ở khuôn đúc

Bài 2:

Khi hạ nhiệt độ của không khí từ 300C

xuống 150C thì người ta thu được 9g

nước từ mỗi m3 không khí ẩm Hỏi độ

ẩm tỉ đối của không khí ở 300C ?

lại là :Q=5,2.207=1076400J

b)Q=1076400=4190.m(100-25)+m.2,26.106

10 26 , 2 75 4190

1076400

6 

 Bài 2: ở nhiệt độ 150C người ta thu được nươc từ không khí ẩm , điều đó cho biết

150C là điểm sương của không khí ẩm ở

300C Theo bảng áp suất và khối lượng riêng của hơi nước bão hoà ở nhiệt độ khác nhau “ ta thấy khối lượng riêng của hơi nước bvão hoà ở 150C và ở 300C là Từ

số liệu trên ta thấy độ ẩm tuyệt đối của không khí ở 300C là :a=12,8+9=21,8g Vậy độ ẩm tỉ đối của không khí ở 300C

là :f=21,8/30,3=0,72=72%

Hoạt động 4 – Củng cố

Bài 3 ở dưới mỏ sâu (áp suất không khí

lớn hơn so với khi ở trên mặt đất)nhiệt

độ ssôi và nhiệt hoá hơi riêng có thay

đổi không và thay đổi như thế nào ?

HD: Nhiệt độ sôi tăng lên Nhiệt hoá

hơi riêng giảm đi ( xem bảng hằng số

vật lí , hay lập luận rằng : Khi nhiệt độ

sôi tăng lên chất lỏng dễ hoá hơi hơn )

Bài 4: một người thợ sửa chữa điên tử

dùng mỏ hàn điện để làm nóng chảy

thiếc hàn Người đó cần làm nóng chảy

một mẩu thiếc hàn có khối lượng 0,5g

Hỏi nhiệt lượng mà mỏ hàn cânà cung

cấp để làm nóng chảy mẩu thiếc nói trên

từ nhiệt độ 250C ?

Cho biết : Nhiệt dung riêng của thíêc là

c=200J/kg.K) , nhiệt nóng chảy của

thiếc ở áp suất khí quyển là 2320C và

nhiệt nóng chảy riêng của thiếc là

=60,7kJ/kg Bỏ qua các mất mát nhiệt

lượng ra môi trường

* Các vấn đề cần lưu ý khi giải toán :

Khi giải bài toán có liên quan đến vấn

đề nóng chảy (đông đặc) cần lưu ý :

1) Nhiệt lượng vật nhận vào dùng để :

- HS theo nhóm trả lời các câu hỏi

- Bài toán chia làm 2 giai đoạn :

GĐ1 : Nhiệt lượng mà vật nhận vào để tăng nhiệt độ từ 25 0 C đến 232 0 C :

Q 1 =m.c(t 2 -t 1 )=20,7(J) GĐ2 : Một phần làm nóng chảy vật ở nhiệt độ nóng chảy t 2 là

Q 2 =m  =30,35(J) Vậy nhiệt lượng cần dùng tổng cộng là : Q=Q 1 +Q 2 =m.c(t 2 -t 1 )+m  =51,1(J)

- Học sinh ghi nhớ những kưu ý khi giải bài toán có liên quan đến nhiệt noíng chảy

- Một phần tăng từ nhiệt độ đã cho (t1)

đến nhiệt độ nóng chảy (t2) :

Q 1 =m.c(t 2 -t 1 ).

- Một phần làm nóng chảy vật ở nhịêt

độ nóng chảy (t2)

Q 2 =m 

2) Nếu nhiệt lượng nhận vào (cung cấp)

:

+Q<Q 1 Vật chỉ tăng nhiệt độ (còn là

vẩt rắn)

+Q<Q 1 +Q 2 : Vật bị nóng chảy một

phần

+Q=Q 1 +Q 2 Vật bị nóng chảy hoàn toàn

(ở thể lỏng )

+Q>Q 1 +Q 2 : : Vật bị nóng chảy hoàn

toàn ,sau đó lại tăng nhiệt độ.

Hoạt động 5: Hướng dẫn về nhà

- Xem lại các vấn đề cần lưu ý khi giải

***************************************