Giải SBT Vật lý 12 Cánh diều Bài 1: Sự chuyển thể của các chất có đáp án
16 câu hỏi
Hình 1.1 biểu diễn mô hình cấu tạo phân tử của ba chất A, B và C.
Từ mô hình đã cho, hãy cho biết chất nào là chất rắn? Vì sao?
Từ ba mô hình đã cho, chất B là chất rắn vì các phân tử ở gần nhau nhất và được sắp xếp theo trật tự xác định.
Trong thí nghiệm đun nóng một chất, một học sinh thu được đồ thị sự thay đổi của nhiệt độ theo thời gian như Hình 1.2.
Hình 1.2
a) Tại các thời điểm A, B, C và D, chất đó ở thể gì?
b) Nhiệt độ nóng chảy của chất đó là bao nhiêu?
c) Nhiệt độ sôi của chất đó là bao nhiêu?
d) Nhiệt độ thay đổi như thế nào trong quá trình diễn ra sự chuyển thể?
e) Chất đó có phải là nước tinh khiết không? Vì sao?
Quan sát đồ thị ta thấy: đồ thị xuất phát ở gốc toạ độ và nhìn chung, nhiệt độ tăng theo thời gian. Đồ thị có 2 đoạn nằm ngang, ở đó nhiệt độ của chất không đổi. Đoạn đồ thị nằm ngang thứ nhất tương ứng với quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng (sự nóng chảy). Đoạn nằm ngang thứ hai tương ứng với quá trình sôi, chất chuyển từ thể lỏng sang thể hơi (sự hoá hơi).
a) Tại thời điểm A: chất ở thể rắn.
Tại thời điểm B: chất ở cả thể rắn lẫn thể lỏng.
Tại thời điểm C: chất ở thể lỏng.
Tại thời điểm D: chất ở cả thể lỏng lẫn thể hơi.
b) Nhiệt độ nóng chảy của chất đó là 17 °C.
c) Nhiệt độ sôi của chất đó là 115 °C.
d) Nhiệt độ của chất không thay đổi trong quá trình nóng chảy và sôi.
e) Chất đó không phải là nước tinh khiết vì nhiệt độ nóng chảy của nước tinh khiết là 0 °C và nhiệt độ sôi của nước tinh khiết là 100 °C.
Một học sinh luộc khoai tây để nấu súp. Học sinh này cho 0,500 kg khoai tây vào nồi nước. Trong quá trình nấu, nhiệt độ của khoai tây tăng từ 20,0 °C đến 100,0 °C. Biết nhiệt dung riêng của khoai tây là 3,40.103 J/kg.K.
a) Tính độ biến thiên năng lượng nhiệt của khoai tây.
b) Tại sao trong thực tế, năng lượng do bếp cung cấp lại lớn hơn năng lượng tính được ở câu a)?
c) Đề xuất cách để bạn học sinh có thể giảm thời gian đun khoai tây nóng đến 100,0 °C.
d) Sau khi đã nấu xong, bạn học sinh cho khoai tây vào máy xay thực phẩm. Máy xay có một động cơ làm quay lưỡi dao để cắt khoai tây. Công suất toàn phần của động cơ là 5,00.102 W. Công suất có ích của động cơ là 3,00.102 W. Tính hiệu suất của động cơ của máy xay thực phẩm.
a) Độ biến thiên năng lượng nhiệt của khoai tây bằng nhiệt lượng mà nó nhận được
Q = cmDt = 3,40.103.0,500.80,0 = 1,36.105 J
b) Năng lượng do bếp cung cấp lớn hơn nhiệt lượng mà khoai tây nhận được do sự toả nhiệt ra môi trường xung quanh.
c) Có thể đề xuất một số cách như sau:
Thứ nhất, tăng hiệu suất của nguồn nhiệt
- Đậy nắp nồi.
- Khi nấu, điều chỉnh sao cho ngọn lửa vừa với đáy nồi không bao trùm ra ngoài thành nồi, tránh để nhiệt thất thoát ra ngoài.
- Sử dụng các tấm chắn gió hoặc kiềng chắn gió.
Thứ hai, làm tăng nhiệt độ luộc khoai tây
- Cho chút muối vào nước khi luộc để làm tăng nhiệt độ sôi vì nhiệt độ sôi của nước ở áp suất 1 atm là 100,0 °C, nhiệt độ sôi của nước muối là lớn hơn 100,0 °C. Hơn nữa, do thời gian luộc khoai với nước muối loãng ngắn hơn nên vitamin trong khoai tây ít bị phân huỷ hơn.
d) Hiệu suất H=PciPtp=300500=0,6=60%
Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về mô hình động học phân tử?
A. Lực tương tác giữa các phân tử trong chất lỏng mạnh hơn so với các phân tử trong chất rắn.
B. Khoảng cách giữa các phân tử trong chất lỏng lớn hơn khoảng cách giữa các phân tử trong chất rắn.
C. Các phân tử trong chất rắn chuyển động hỗn độn hơn so với các phân tử trong chất lỏng.
D. Các phân tử trong chất rắn có kích thước lớn hơn so với các phân tử trong chất lỏng.
Đáp án đúng là B
A – sai vì lực tương tác giữa các phân tử trong chất lỏng yếu hơn so với các phân tử trong chất rắn.
C – sai vì các phân tử trong chất rắn chuyển động quanh một vị trí cân bằng xác định.
D – sai vì tuỳ từng loại chất mới có thể xác định được kích thước phân tử.
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về mô hình động học phân tử đối với chất khí?
A. Chất khí gồm các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
B. Những phân tử này không có cùng khối lượng.
C. Các phân tử chuyển động hỗn loạn, không ngừng.
D. Các phân tử chuyển động nhanh, va chạm đàn hồi với nhau và với thành bình, tạo áp suất lên thành bình.
Đáp án đúng là B
B – sai vì cùng một chất khí thì các phân tử cấu tạo nên chất khí đó có khối lượng và kích thước như nhau.
Hình 1.3 mô tả cấu trúc của một chất rắn.
Hình 1.3 Hình 1.4
Trong Hình 1.4, hình nào thể hiện đúng nhất cấu trúc của chất rắn khi bị nung nóng?
Khi bị nung nóng, kích thước các phân tử chất rắn không thay đổi mà chỉ bị thay đổi về khoảng cách giữa các phân tử. Chọn A.
Tìm từ, cụm từ thích hợp trong các từ, cụm từ: liên kết, nhiệt lượng, hình dạng, phá vỡ, cân bằng, tăng, thể lỏng để điền vào chỗ trống ..... khi giải thích nguyên nhân dẫn đến sự nóng chảy hoặc đông đặc của một chất:
Ở cùng điều kiện áp suất không đổi, các phân tử của chất ở thể rắn dao động nhiệt ổn định xung quanh các vị trí ..... tạo thành các mạng ..... giữ cho hình dạng riêng của chất ổn định.
Khi được cung cấp ..... nhiệt độ của chất tăng, chuyển động nhiệt của các phân tử của chất ..... và trở nên hỗn loạn hơn khiến các nút mạng liên kết giữ ổn định hình dạng của chất ở thể rắn bị ...., chất bắt đầu chuyển dần sang có thể tích riêng nhưng ..... không xác định.
Ở cùng điều kiện áp suất không đổi, các phân tử của chất ở thể rắn dao động nhiệt ổn định xung quanh các vị trí cân bằng tạo thành các mạng liên kết giữ cho hình dạng riêng của chất ổn định.
Khi được cung cấp nhiệt lượng nhiệt độ của chất tăng, chuyển động nhiệt của các phân tử của chất tăng và trở nên hỗn loạn hơn khiến các nút mạng liên kết giữ ổn định hình dạng của chất ở thể rắn bị phá vỡ, chất bắt đầu chuyển dần sang có thể tích riêng nhưng hình dạng không xác định.
Chọn phát biểu đúng về sự nóng chảy của một chất nào đó.
A. Xảy ra ở cùng nhiệt độ với sự hoá hơi.
B. Toả nhiệt ra môi trường.
C. Cần cung cấp nhiệt lượng.
D. Xảy ra ở 100 °C.
Đáp án đúng là C
Đối với các chất rắn khác nhau sẽ có nhiệt độ nóng chảy khác nhau, nhiệt độ nóng chảy khác nhiệt độ hoá hơi, khi nóng chảy thì chất rắn nhận nhiệt lượng từ bên ngoài.
Vào mùa hè, nước trong hồ thường lạnh hơn không khí. Ví dụ, nước trong hồ bơi có thể ở 22 °C trong khi nhiệt độ không khí là 25 °C. Mặc dù không khí ấm hơn nhưng bạn vẫn cảm thấy lạnh khi ra khỏi nước. Điều này được giải thích là do:
A. Nước cách nhiệt tốt hơn không khí.
B. Trong không khí có hơi nước.
C. Nước trên da bạn đã bay hơi.
D. Hơi nước trong không khí bị ngưng tụ trên da bạn.
Đáp án đúng là C.
Khi bạn bước ra khỏi hồ bơi, nhiệt độ không khí cao hơn nhiệt độ của nước trên da nên khi đó nước trên da nhận nhiệt lượng từ bên ngoài và bay hơi, làm cho cơ thể cảm thấy lạnh.
Cho các phát biểu sau:
a) Một chất lỏng ở bất cứ nhiệt độ nào cũng chứa những phân tử có động năng đủ lớn để thắng lực hút của các phân tử xung quanh, thoát ra khỏi mặt thoáng chất lỏng.
b) Muốn thành hơi, các phân tử phải sinh công để thắng lực hút giữa các phân tử còn lại có xu hướng kéo chúng trở lại chất lỏng.
c) Hiện tượng các phân tử chất lỏng thoát ra khỏi chất lỏng, tạo thành hơi được gọi là sự ngưng tụ.
d) Đồng thời với sự bay hơi còn xảy ra hiện tượng ngưng tụ, một số phân tử hơi ở gần mặt thoáng đi ngược trở lại vào trong lòng chất lỏng.
e) Khác với sự bay hơi, sự sôi là sự chuyển từ thể lỏng sang thể hơi chỉ trong lòng chất lỏng.
Các phát biểu đúng là:
A. a, b, d.
B. c, d, e.
C. a, b, c.
D. b, d, e.
Đáp án đúng là A
c) Sai vì hiện tượng các phân tử chất lỏng thoát ra khỏi chất lỏng, tạo thành hơi được gọi là sự bay hơi.
e) Sai vì sự sôi không phải là quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể hơi.
Hình 1.5 là hình ảnh phóng to của bề mặt bàn. Hãy sử dụng mô hình động học phân tử để giải thích vì sao chất lỏng di chuyển trên mặt bàn dễ dàng hơn so với chất rắn.
Chất ở thể rắn có hình dạng và kích thước xác định. Trong khi chất ở thể lỏng được đặc trưng bởi sự linh động của các phân tử nên nó có tính chất như có khả năng chảy và dễ dàng thay đổi hình dạng.
Vào mùa đông ở xứ lạnh, một số người trồng cây phun nước lên cây, nước sẽ đóng băng trên các cành cây. Tại sao việc làm này lại bảo vệ cây khỏi giá lạnh?
Trong quá trình đông đặc, nước toả nhiệt ra môi trường bên ngoài làm cho môi trường bên ngoài xung quanh cây ấm lên. Mục đích của hoạt động này là làm ấm cành và do đó bảo vệ cây trong khí hậu giá lạnh.
Thí nghiệm nén khí và nén nước
Dụng cụ: Xilanh, pít-tông, nước, nút bấc (Hình 1.6).
Tiến hành: Kéo pít-tông để hút một lượng không khí vào xilanh. Dùng nút bấc nút chặt đầu xilanh rồi ấn pít-tông để nén không khí.
Sau đó, cho một lượng nước vào xilanh và lặp lại thao tác như trên để nén nước trong xilanh.
Trường hợp nào nén dễ dàng hơn? Hãy giải thích hiện tượng bằng mô hình động học phân tử.
Khoảng cách giữa các phân tử chất khí lớn hơn khoảng cách giữa các phân tử chất lỏng nên chất khí sẽ nén được dễ dàng hơn so với nước.
Cho đồ thị biểu diễn quá trình chuyển thể của một chất như Hình 1.7.
Hình 1.7
a) Điền nội dung thích hợp vào các ô trống trong Hình 1.7.
b) Trên trục nhiệt độ chỉ ra nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của chất đang xét.
c) Dựa vào mô hình động học phân tử, hãy giải thích điều gì đang xảy ra tại các đoạn 1), 2) và 3) trên đồ thị.
a) b)
c)
Đoạn 1 - Các phân tử trong chất rắn nhận được năng lượng nhiệt và dao động mạnh lên.
Đoạn 2 - Các phân tử trong chất lỏng nhận được năng lượng nhiệt và chuyển động nhanh hơn.
Đoạn 3 - Các phân tử khí nhận được năng lượng nhiệt và chuyển động hỗn loạn hơn.
Đồ thị thực nghiệm Hình 1.8 biểu diễn sự thay đổi của nhiệt độ theo thời gian trong quá trình chuyển thể của benzene. Cho biết ở 12 °C, benzene ở thể lỏng. Hãy cho biết:
a) Tên sự chuyển thể.
b) Thể của benzene ở giai đoạn thứ 2.
c) Nhiệt độ diễn ra sự chuyển thể.
d) Thời gian diễn ra sự chuyển thể.
a) Đồ thị theo thời gian đang có nhiệt độ giảm dần nên đây là quá trình đông đặc;
b) Ở giai đoạn thứ 2 là quá trình đông đặc đang diễn ra do đó thể của benzene ở thể rắn và lỏng;
c) Dựa vào đồ thị thấy nhiệt độ diễn ra sự chuyển thể ở 6 °C;
d) Dựa vào đồ thị thấy sự chuyển thể diễn ra từ 2 phút 15 giây đến 4 phút 7 giây nên thời gian diễn ra sự chuyển thể khoảng 1 phút 52 giây.
Hai nhóm học sinh thực hiện làm lạnh hai chất lỏng: nước tinh khiết và nước muối.
a) Đồ thị nào trong Hình 1.9 tương ứng với nước tinh khiết, với nước muối? Nhiệt độ đông đặc của nước tinh khiết là bao nhiêu?
b) Có phải nước muối được đông đặc hoàn toàn ở nhiệt độ không đổi? Từ đồ thị thu được với nước muối, hãy giải thích vì sao khi rã đông thực phẩm trong nước muối lại nhanh hơn so với khi sử dụng nước.
a) Đường cong thứ hai ứng với nước tinh khiết. Nhiệt độ đông đặc của nước tinh khiết là 0 °C.
b) Nước muối không đông đặc ở nhiệt độ xác định. Do nước muối đông đặc ở nhiệt độ thấp hơn 0 °C (khoảng từ –5 °C đến −10 °C) nên khi cho thực phẩm đông lạnh vào nước muối thì nhiệt độ đóng băng giảm xuống dưới 0 °C. Nói cách khác, nước muối ngăn chặn quá trình đóng băng của thực phẩm làm thực phẩm nhanh rã đông hơn.
