Bài 10. Các thể của chất và sự chuyển thể
Chất tồn tại ở ba thể rắn, lỏng, khí và có thể chuyển từ thể này sang thể khác ở điều kiện thích hợp: nóng chảy, đông đặc, hoá hơi, ngưng tụ.
Các thể của chất: thể rắn, thể lỏng và thể khí
Nước có thể tồn tại ở thể rắn (nước đá, băng, tuyết), thể lỏng, thể khí (hơi nước). Mọi chất được tìm thấy trên Trái Đất cũng thường ở thể rắn, thể lỏng hoặc thể khí. Ví dụ: đất đá ở thể rắn; xăng, dầu ở thể lỏng; không khí, hơi xăng ở thể khí.
| Tính chất | Thể rắn | Thể lỏng | Thể khí |
|---|---|---|---|
| Hình dạng | Cố định | Có hình dạng của phần vật chứa nó | Có hình dạng của vật chứa nó |
| Khả năng lan truyền (chảy) | Không chảy được (không tự di chuyển) | Có thể rót được và chảy tràn trên bề mặt | Dễ dàng lan toả trong không gian theo mọi hướng |
| Khả năng chịu nén | Rất khó nén | Khó nén | Dễ bị nén |
Muốn tìm hiểu, ta có thể ấn hai đầu một miếng gỗ nhỏ (rắn: không bị ép lại), dùng xi-lanh hút đầy nước màu rồi bịt đầu và ấn pít-tông (lỏng: pít-tông gần như không dịch chuyển), hút đầy không khí rồi bịt đầu và ấn pít-tông (khí: pít-tông dịch chuyển, khí bị nén).
Sự chuyển thể của chất
Sự nóng chảy và sự đông đặc. Quá trình chất ở thể rắn chuyển sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy; quá trình này xảy ra ở một nhiệt độ xác định gọi là nhiệt độ nóng chảy. Ngược lại, quá trình chất chuyển từ thể lỏng sang thể rắn gọi là sự đông đặc; quá trình này xảy ra ở một nhiệt độ xác định gọi là nhiệt độ đông đặc. Mỗi chất nóng chảy và đông đặc ở cùng một nhiệt độ. Ví dụ, nước nóng chảy và đông đặc cùng ở 0 °C.
Sự hoá hơi và sự ngưng tụ. Quá trình chất chuyển từ thể hơi sang thể lỏng gọi là sự ngưng tụ. Ngược lại, quá trình chất chuyển từ thể lỏng sang thể hơi gọi là sự hoá hơi. Khi sự hoá hơi xảy ra trên bề mặt chất lỏng thì gọi là sự bay hơi; khi xảy ra cả trên bề mặt và trong lòng khối chất lỏng thì gọi là sự sôi.
Trong tự nhiên, nước lỏng và hơi nước chuyển hoá qua lại không ngừng: nước trên bề mặt Trái Đất bay hơi, bị cuốn theo gió bay lên cao, gặp lạnh thì ngưng tụ thành mây (gồm các giọt nước nhỏ li ti); khi mây đủ nặng thì rơi xuống thành mưa. Đó là vòng tuần hoàn của nước trong tự nhiên.
- Theo dõi nhiệt độ của nước đá khi nóng chảy: cắm nhiệt kế vào khối nước đá đập nhỏ trong ống nghiệm, đặt ống nghiệm vào cốc nước nóng rồi ghi nhiệt độ và thể của nước theo thời gian.
- Theo dõi nhiệt độ của nước khi sôi: đun nóng nước cất trong cốc chịu nhiệt bằng đèn cồn, ghi nhiệt độ mỗi phút (khoảng 4 đến 5 lần). Khi nước sôi, các bọt khí nổi lên rất nhanh và vỡ tung trên mặt nước.
Mở rộng
Cấu tạo hạt của chất: các chất đều được cấu tạo bởi các "hạt" vô cùng nhỏ. Ở thể rắn, các hạt được sắp xếp theo một trật tự nhất định và chỉ dao động quanh một vị trí cố định. Ở thể lỏng, các hạt không ở vị trí cố định, có thể di chuyển và trượt lên nhau. Ở thể khí, các hạt di chuyển tự do và chiếm đầy vật chứa nó.
Nhiệt độ sôi của một chất còn phụ thuộc vào áp suất trên bề mặt chất lỏng. Ở trên núi cao, áp suất khí quyển thấp hơn bình thường, nước sôi ở nhiệt độ thấp hơn 100 °C nên nấu cơm sẽ khó chín.
Ở Sa Pa, mùa đông nhiệt độ có thể xuống dưới 0 °C, hơi nước trong không khí đóng thành băng giá phủ trên cành cây. Sương mù buổi sáng ở Đà Lạt là hơi nước ngưng tụ thành các giọt nước nhỏ li ti.
Làm muối ở Bạc Liêu: nước biển phơi nắng bay hơi dần, muối kết tinh lại. Đó là ứng dụng của sự bay hơi.