Trong quá trình nước đá đang tan. Các ý sau đúng hay sai.a) Nhiệt được truyền và…
Trong quá trình nước đá đang tan. Các ý sau đúng hay sai.
a) Nhiệt được truyền vào nước đá để làm tan nó.
b) Động năng trung bình của các phân tử trong nước giảm đi
c) Nội năng của nước không thay đổi
d) Tại nhiệt độ tan nội năng không đổi
Chúng ta có một khối nước đá đang trong quá trình tan chảy. Yêu cầu là xác định tính đúng sai của các nhận định sau:
a) Nhiệt được truyền vào nước đá để làm tan nó.
Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần nhớ lại khái niệm về quá trình nóng chảy. Nóng chảy là quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng. Để một chất rắn chuyển sang thể lỏng ở nhiệt độ nóng chảy của nó, nó cần phải hấp thụ một lượng nhiệt. Lượng nhiệt này được gọi là nhiệt nóng chảy. Nhiệt hấp thụ vào sẽ làm phá vỡ các liên kết giữa các phân tử trong mạng tinh thể rắn, cho phép chúng chuyển động tự do hơn ở thể lỏng. Do đó, ý a) là đúng.
b) Động năng trung bình của các phân tử trong nước giảm đi.
Các em nhớ lại, nhiệt độ của một hệ là thước đo cho động năng trung bình của các phân tử cấu tạo nên hệ đó. Trong quá trình nước đá đang tan, nhiệt độ của hệ vẫn giữ nguyên ở nhiệt độ nóng chảy (0 độ C đối với nước đá). Mặc dù có nhiệt được truyền vào, nhưng nhiệt này không làm tăng nhiệt độ mà chủ yếu dùng để thực hiện quá trình chuyển pha. Vì nhiệt độ không đổi, nên động năng trung bình của các phân tử nước cũng không thay đổi. Do đó, ý b) là sai.
c) Nội năng của nước không thay đổi.
Nội năng của một hệ bao gồm động năng của các phân tử và thế năng tương tác giữa chúng. Trong quá trình nước đá tan chảy, chúng ta đã thấy rằng nhiệt được truyền vào hệ (ý a). Tuy nhiên, nhiệt độ không đổi nên động năng trung bình của các phân tử không đổi. Nhưng, khi nước đá chuyển sang thể lỏng, các phân tử sẽ ở xa nhau hơn và các tương tác giữa chúng thay đổi. Thế năng tương tác giữa các phân tử ở thể lỏng sẽ khác với ở thể rắn. Vì thế, mặc dù động năng không đổi, nhưng thế năng tương tác đã thay đổi, dẫn đến nội năng của hệ thay đổi. Cụ thể, vì nhiệt được truyền vào để phá vỡ liên kết, làm tăng khoảng cách trung bình giữa các phân tử và chúng chuyển động tự do hơn, nên nội năng của nước sẽ tăng lên. Do đó, ý c) là sai.
d) Tại nhiệt độ tan nội năng không đổi.
Đây là một ý dễ gây nhầm lẫn. Như đã phân tích ở ý c), mặc dù trong quá trình tan chảy, nhiệt độ của nước đá không đổi (tức là động năng trung bình của các phân tử không đổi), nhưng vẫn có sự thay đổi về thế năng tương tác giữa các phân tử khi chuyển từ thể rắn sang thể lỏng. Quá trình chuyển pha này đòi hỏi một lượng nhiệt nhất định để thực hiện, và lượng nhiệt này làm thay đổi cấu trúc của vật chất, dẫn đến sự thay đổi nội năng. Ngay tại nhiệt độ tan, khi quá trình chuyển pha đang diễn ra, nội năng sẽ thay đổi. Do đó, ý d) là sai.
Tóm lại:
a) Đúng
b) Sai
c) Sai
d) Sai
Các em có câu hỏi nào về phần này không? Nếu không, chúng ta sẽ chuyển sang bài tập tiếp theo.
\(-\) Đáp án: Đ – S – S – S
Giải thích các bước giải:
\(a)\) Quá trình tan chảy là quá trình thu nhiệt.
\(b)\) Trong quá trình tan chảy ở nhiệt độ không đổi \((0°C)\), nhiệt năng cung cấp cho nước đá phá vỡ liên kết giữa các phân tử \(=>\) không làm thay đổi động năng trung bình.
\(c)\)
\(+)\) Nhiệt năng cung cấp cho nước đá làm tăng thế năng của các phân tử (do phá vỡ liên kết) \(=>\) nội năng của nước tăng lên.
\(d)\)
\(+)\) Nội năng tăng lên do nhiệt cung cấp được dùng để phá vỡ liên kết giữa các phân tử.
Đáp án:Trong quá trình nước đá đang tan, các phát biểu sau đúng hay sai:
- ĐÚNGa) Nhiệt được truyền vào nước đá để làm tan nó:. Nước đá cần năng lượng để phá vỡ các liên kết giữa các phân tử nước, và năng lượng này được cung cấp từ môi trường dưới dạng nhiệt.
- SAIb) Động năng trung bình của các phân tử trong nước giảm đi:. Khi nước đá tan, nhiệt độ không thay đổi, nhưng các phân tử nước nhận năng lượng để phá vỡ liên kết, do đó động năng trung bình của các phân tử nước không giảm mà có thể tăng lên.
- SAIc) Nội năng của nước không thay đổi:. Nội năng của nước tăng lên khi nước đá tan, do năng lượng được truyền vào để phá vỡ các liên kết phân tử.
- SAId) Tại nhiệt độ tan nội năng không đổi:. Nội năng của nước tăng lên trong quá trình tan, mặc dù nhiệt độ không đổi. Năng lượng được sử dụng để phá vỡ liên kết, không phải để tăng nhiệt độ.
Giải thích chi tiết:
- Nước đá tan và nhiệt:Khi nước đá tan, nó hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh. Nhiệt này không làm tăng nhiệt độ của nước đá (tại nhiệt độ tan), mà thay vào đó, nó được sử dụng để phá vỡ các liên kết giữa các phân tử nước trong cấu trúc tinh thể của đá, chuyển chúng sang trạng thái lỏng.
- Nội năng và động năng:Nội năng của một chất bao gồm động năng của các phân tử (chuyển động) và thế năng của chúng (do tương tác). Trong quá trình tan, nhiệt độ không đổi, nên động năng trung bình của các phân tử không thay đổi đáng kể. Tuy nhiên, năng lượng được truyền vào để phá vỡ các liên kết, làm thay đổi thế năng của các phân tử, do đó nội năng của nước tăng lên.
- Nhiệt độ tan và nội năng:Tại nhiệt độ tan, nước đá đang ở trạng thái cân bằng giữa hai pha (rắn và lỏng). Khi nhiệt được truyền vào, nó sẽ làm tăng nội năng của hệ (nước) bằng cách phá vỡ các liên kết, chứ không làm tăng nhiệt độ (nhiệt độ tan là nhiệt độ mà tại đó quá trình chuyển pha diễn ra).
- 1. Nội năng của vật biến đổi như thế nào trong các trường …12 thg 7, 2024 — * Bài 2. Nội năng. Định luật I của nhiệt động lực học. Giải SGK Vật lí 12 KNTT Bài 2. Nội năng. Định luật I của nhi
- Khi nước đang sôi thì năng lượng mà nước nhận được từ nguồn — Thay vào đó, năng lượng này chủ yếu được sử dụng để thực hiện quá trình chuyển pha từ lỏng sang hơi, cụ thể là để vư
- Nội năng của vật biến đổi như thế nào trong các trường hợp …– Tuy nhiên, nội năng không thay đổi tại nhiệt độ nóng chảy, vì năng lượng được sử dụng để làm tan chảy các liên kết giữa các phân
Giải thích các bước giải:
Trợ Lý Xưởng In Thiên Nam
Add comment