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

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 .
Trợ giúp của thầy
Hoạt động của trò .
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+aDt)
Lo: là chiều dài của vật ở nhiệt độ ban đầu t0 , l là chiều dài của vật ở nhiệt độ cuối t0C , a 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+at) và V=V0(1+bt).
L0 là chiều dài của vât ở 00C.
Hoạt động 3: Vận dụng giải bài tập 
Trợ giúp của thầy
Hoạt động của trò 
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 . 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 a=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+a(220-20)]
Suy ra a=18.10-6 K-1 . (Đồng thau )
-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)
Chia (2) cho (1) , vế theo vế và nhớ là :
D l1=Dl2. ta được :
.
Vậy F2= 3F1.
Mặt khác ,ta có : P=F1+F2 và 
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 
Ta có : F2=3F1 và P=8000.10=80000N .Do đó :F1=20.000N .
Vậy 
-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=sl 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 s=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 r1=1000kg/m3 và r2=790kg/m3; hệ số căng bề mặt của nước là s1=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=2sl .
 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 :
 h1=2h2
 ị
Hoạt động 3 : Củng cố .
Trợ giúp của thầy 
Hoạt động của trò 
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=lm .
- 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 .
Hoạt động của thầy
Hoạt động của trò 
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 .
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
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 lượng bằng bao nhiêu từ khối đồng nóng chảy đông đặc lại ?Cho biết nhiệt nóng chảy riêng l 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 ?
- 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 lại là :Q=5,2.207=1076400J.
b)Q=1076400=4190.m(100-25)+m.2,26.106
Suy ra :m=
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 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
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 l=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 :
- Một phần tăng từ nhiệt độ đã cho (t1) đến nhiệt độ nóng chảy (t2) : 
Q1=m.c(t2-t1).
- Một phần làm nóng chảy vật ở nhịêt độ nóng chảy (t2) 
Q2=m.l
2) Nếu nhiệt lượng nhận vào (cung cấp) :
+Q<Q1 Vật chỉ tăng nhiệt độ (còn là vẩt rắn)
+Q<Q1+Q2 : Vật bị nóng chảy một phần 
+Q=Q1+Q2 Vật bị nóng chảy hoàn toàn (ở thể lỏng )
+Q>Q1+Q2 : : Vật bị nóng chảy hoàn toàn ,sau đó lại tăng nhiệt độ.
- 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 250C đến 2320C :
Q1=m.c(t2-t1)=20,7(J)
GĐ2 : Một phần làm nóng chảy vật ở nhiệt độ nóng chảy t2 là 
Q2=m.l=30,35(J)
Vậy nhiệt lượng cần dùng tổng cộng là :
Q=Q1+Q2=m.c(t2-t1)+m.l=51,1(J)
- Học sinh ghi nhớ những kưu ý khi giải bài toán có liên quan đến nhiệt noíng chảy.
Hoạt động 5: Hướng dẫn về nhà 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
- Xem lại các vấn đề cần lưu ý khi giải toán .
- Họck sinh nhận nhiệm vụ về nhà +
***************************************