Bài giảng Vật lí 10 - Bài thứ 34: Chất rắn kết tinh chất rắn vô định hình

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 10 - Bài thứ 34: Chất rắn kết tinh chất rắn vô định hình

1. CóNêu phải đặc tất điểm cả các về chất rắn đều cótương cấu trúctác củavà tính các chất giống Taphânnhau phân tử hay biệt của không? các chất chất rắn? rắn khác nhau dựa trên những dấu hiệu nào?
2. BÀI 34 CHẤT RẮN KẾT TINH CHẤT RẮN VÔ ĐỊNH HÌNH II CHẤTCHẤT RẮNRẮN KẾTKẾT TINH:TINH: 1.Cấu1.Cấu trúctrúc tinhtinh thể:thể: Nêu đặc điểm về dạng hình học ? Có dạng hình Có dạng hình học xác địnhhọc xác định  Có cấu trúc Khối lăng trụ 6mặt, 2 tinh thể đầu chóp Muối Thạch anh
3. Tinh thể muối (NaCl) Tinh thể thạch anh, là một dạng của oxit silic(SiO2)
4. Kim cương TinhTinh thểthể GalliumGallium cócó Than chì(graphit) màumàu sángsáng bạcbạc
5. TinhTinh thểthể BoraxBorax (hàn(hàn the),the), cócó côngcông thứcthức NaNa22BB44OO77·10H·10H22OO Lưu huỳnh hayhay NaNa22[B[B44OO55(OH)(OH)44]·8H]·8H22OO Lưu huỳnh
6. Tinh thể đường thẻ, đường phèn Tinh thể đường mía).
7. Tinh thể vàng
8. I-CHẤTI-CHẤT RẮNRẮN KẾTKẾT TINH:TINH: 1.Cấu1.Cấu trúctrúc tinhtinh thể:thể: Nhờ sử dụng tia Rơn-ghen(tia X), người ta đã Nhờ sử dụng tia Rơn-ghen(tia X), người ta đã nghiên cứu được nghiên cứu được cấu trúc tinh thể. cấu trúc tinh thể. Dùng phương pháp nhiễu xạ tia X để nghiên cứu cấu trúc tinh thể
9. v HãyHãy nhậnnhận xétxét cấucấu trúctrúc cáccác Cấu trúc tinh thể muối ăn tinhtinh Cấu trúc tinh thể silic thểthể C nàynày cócó điểmđiểm nàonào giốnggiống nhau?nhau? Cấu trúc tinh thể kim cương Cấu trúc tinh thể thạch anh(SiO2)
10. I-CHẤTI-CHẤT RẮNRẮN KẾTKẾT TINH:TINH: 1.Cấu1.Cấu trúctrúc tinhtinh thểthể (tinh(tinh thể)thể) * Cấu trúc tinh thể (tinh thể): là cấu trúc tạo bởi các hạt (nguyên tử, phân tử, ion) liên kết chặt với nhau bằng những lực tương tác và sắp xếp theo một trật tự hình học không gian xác định gọi là mạng tinh thể, mỗi hạt luôn dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của nó. ChấtChất rắnrắn cócó cấucấu trúctrúc tinhtinh thểthể đượcđược gọigọi làlà chấtchất rắnrắn kếtkết tinhtinh (hay(hay chấtchất rắnrắn tinhtinh thể)thể)
11. I-CHẤTI-CHẤT RẮNRẮN KẾTKẾT TINHTINH: 1.Cấu1.Cấu trúctrúc tinhtinh thểthể :: v Kích thước tinh thể lớn hay nhỏ là phụ thuộc vào điều kiện nào? - Kích thước tinh thể phụ thuộc quá trình hình thành tinh thể diễn biến nhanh hay chậm. -Tốc độ kết tinh càng chậm, tinh thể có kích thước càng lớn. Tinh thể của một chất được hình thành trong quá trình nóng chảy hay đông đặc của chất đó ? - Tinh thể của một chất được hình thành trong quá trình đông đặc của chất đó.
12. I-CHẤT RẮN KẾT TINH 2.2. CácCác tínhtính chấtchất củacủa chấtchất rắnrắn kếtkết tinh:tinh: a) Các chất rắn kết tinh được cấu tạo từ cùng một loại hạt, nhưng cấu trúc tinh thể không giống nhau thì những tính chất vật lí của chúng cũng rất khác nhau. Cấu trúc tinh thể kim Tính Cấu trúc tinh thể than chì cương(dạng tinh thể thứ nhất chất (dạng tinh thể thứ hai của của cacbon) vật lý cacbon) của than chì và kim cương có gì khác nhau?
13. I-CHẤTI-CHẤT RẮNRẮN KẾTKẾT TINHTINH 2.2. CácCác tínhtính chấtchất củacủa chấtchất rắnrắn kếtkết tinhtinh b) Mỗi chất rắn kết tinh (ứng với 1cấu trúc tinh thể) có nhiệt độ nóng chảy xác định không đổi ở mỗi áp suất cho trước. c) Chất rắn kết tinh có thể là chất đơn tinh thể hoặc chất đa tinh thể. ?? HãyHãyChấtChất phânphân đơnđơn biệt biệttinhtinh chấtchất thểthể rắnrắn đơnđơn tinhtinh Chất Chấtthểthể vàvà đađa chấtchất tinhtinh rắnrắn thểthể đađa tinhtinh thể ( cấu tạo, tính chất vật lý và lấy ví dụ ) thểVD: ( cấuở ĐK tạo, chuẩn, tính chấtnhiệt vật độ lý nóng và lấy chảy ví dụcủa ) nước đá, vthiếc, Được sắtcấu lầntạo từlượt một là tinh 00 thểC, 2320C,v Được1530 0cấuC tạo từ vô số tinh thể rất nhỏ liên kết hỗn độn với nhau (muối ăn, kim cương,thạch anh ) ( ) ( như kim loại, hợp kim) v Các tính chất vật lí của nó không v Các tính chất vật lí của nó giống nhau theo các hướng khác giống nhau theo các hướng nhau tính dị hướng khác nhau tính đẳng hướng
14. I-CHẤTI-CHẤT RẮNRẮN KẾTKẾT TINHTINH 1.Cấu trúc tinh thể: 2. Các tính chất của chất rắn kết tinh: Tại sao chất đơn tinh thể có tính dị hướng, còn chất đa tinh thể lại có tính đẳng hướng? Chất rắn đa tinh thể được cấu tạo bởi vô số các tinh thể nhỏ sắp xếp hỗn độn. Vì thế tính dị hướng của mỗi tinh thể nhỏ được bù trừ trong toàn khối chất, nên chất rắn đa tinh thể không có tính dị hướng như chất rắn đơn tinh thể.
15. CấuCấu trúctrúc củacủa cáccác đơnđơn tinhtinh thểthể GeGe vàvà SiSi Gemani Silic
16. CấuCấu trúctrúc củacủa vàivài chấtchất rắnrắn đađa tinhtinh thể:thể: Cấu trúc kim loại Cấu trúc của kẽm Cấu trúc của vàng Cấu trúc của sắt
17. I-CHẤTI-CHẤT RẮNRẮN KẾTKẾT TINHTINH 1.Cấu1.Cấu trúctrúc tinhtinh thểthể 2.2. CácCác tínhtính chấtchất củacủa chấtchất rắnrắn kếtkết tinhtinh 3.3. ỨngỨng dụngdụng củacủa cáccác chấtchất rắnrắn kếtkết tinhtinh ?? HãyHãy nêunêu cáccác ứngứng dụngdụng củacủa cáccác chấtchất rắnrắn kếtkết tinhtinh - Silic (Si), Gemani (Ge) -> dùng làm các linh kiện bán dẫn. - Kim cương -> dùng làm mũi khoan, dao cắt, đá mài, - Kim loại và hợp kim -> luyện kim, chế tạo máy, xây dựng,
18. Kim cương dùng Tinh thể Telua trắng bạc, làm đồ trang sức có ánh kim, giòn, là chất bán dẫn
19. I-CHẤTI-CHẤT RẮNRẮN KẾTKẾT TINHTINH II-CHẤTII-CHẤT RẮNRẮN VÔVÔ ĐỊNHĐỊNH HÌNHHÌNH Nhựa thông Hắc ín Thủy tinh Không có cấu trúc tinh thể không có dạng hình học xác định v Cho biết tính chất của chất rắn vô định hình? v Nêu các ứng dụng của chất rắn vô định hình? v HãyHãy kểkể têntên mộtmột sốsố chấtchất rắnrắn cócó thểthể tồntồn tạitại ởở dạngdạng tinhtinh thểthể hoặchoặc vôvô địnhđịnh hìnhhình
20. II-CHẤTII-CHẤT RẮNRẮN VÔVÔ ĐỊNHĐỊNH HÌNHHÌNH 1. Khái niệm: Là những chất không có cấu trúc tinh thể và do đó không có hình dạng hình học xác định. 2. Ví dụ: thuỷ tinh, nhựa đường, chất dẻo 3. Đặc tính: - Chất rắn vô định hình có tính đẳng hướng - Chất rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định 4. Ứng dụng: Sử dụng nhiều trong các nghành công nghệ khác nhau vì có đặc tính là dễ tạo hình, không bị gỉ, bị ăn mòn, giá thành rẻ
21. 9. Chất rắn kết tinh Chất rắn vô định hình - Có cấu trúc tinh thể - Không có cấu trúc tinh thể - Có nhiệt độ nóng chảy xác định - Không có nhiệt độ nóng chảy xác định - Có tính dị hướng đối với chất đơn tinh thể - Có tính đẳng hướng đối với chất - Có tính đẳng hướng. đa tinh thể
22. Các tinh thể mới phát hiện:Các tinh thể mới phát hiện: v Dạng tinh thể thứ ba của cacbon gọi là fulơren: cấu trúc giống như quả bóng tròn: C 60 C70
23. Các tinh thể mới phát hiệnCác tinh thể mới phát hiện v DạngDạng tinhtinh thểthể thứthứ tưtư củacủa cacbon:cacbon: ốngống nanônanô cacboncacbon (đường(đường kínhkính vàivài nanômét),nanômét), chiềuchiều dàidài cỡcỡ micrômétmicrômét SợiSợi cacboncacbon
24. Các tinh thể mới phát hiệnCác tinh thể mới phát hiện v Graphene:Graphene: TấmTấm carboncarbon siêusiêu mỏngmỏng (dày(dày 11 nguyênnguyên tử)tử) trôngtrông nhưnhư mộtmột sợisợi dâydây phânphân tửtử nhỏ.nhỏ.
25. Vì sao giữa các thanh ray phải để hở một khoảng ?
26. I. Sự nở dài: - Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở dài. - Độ nở dài l của vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ t và độ dài ban đầu l0 của vật đó. l = l – l0 = l0 t Trong đó: • l là độ nở dài ( l = l – l0) l : chiều dài ở nhiệt độ sau t l0: chiều dài ở nhiệt độ ban đầu t0 • t là độ biến thiên nhiệt độ ( t = t – t0) • : hệ số nở dài ( 1/K hay K-1 ) phụ thuộc chất liệu của vật rắn
27. Hệ số nở dài của một số chất rắn ChấtChất liệuliệu α (K-1) Nhôm 24.10-6 Đồng đỏ 17.10-6 Sắt, thép 11.10-6 Inva (Ni-Fe) 0,9.10-6 Thủy tinh 9.10-6 Thạch anh 0,6.10-6
28. II. Sự nở khối - Sự nở khối: sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng ΔV=V – Vo=βVoΔt công thức cũng áp dụng được cho chất lỏng (trừ nước ở gần 40C) Sự nở vì nhiệt đặc biệt của nước
29. III- ỨNG DỤNG - Trong kĩ thuật chế tạo và lắp đặt máy móc hoặc xây dựng công trình, người ta phải tính toán để: + Khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt:
30. Tại sao ở chỗ tiếp nối hai đầu thanh ray xe lửa lại có một khoảng hở ? Trả lời: Người ta đặt khe hở như vậy để khi trời nóng, đường ray nở dài ra do đó nếu không có khe hở, sự nở vì nhiệt của đường ray sẽ bị ngăn cản gây ra lực lớn làm cong đường ray.
31. Các ống nước bằng kim loại lại phải uốn cong Để khi ống bị nở dài thì đoạn cong này chỉ biến dạng mà không bị gãy
32. * Ứng dụng sự nở vì nhiệt khác nhau giữa các chất để tạo ra băng kép dùng làm rơle điều nhiệt trong bàn là, bếp điện Đèn báo điện Tiếp Băng kép điểm Lá thép Lá đồng
33. Băng kép (gồm hai thanh kim loại khác nhau như đồng và thép được tán chặt sát với nhau) được sử dụng ở các thiết bị tự động đóng – ngắt mạch điện khi nhiệt độ thay đổi. Lúc đầu băng kép thẳng, mạch điện đóng, đèn sáng. Khi đã đủ nóng, băng kép cong lại về phía thanh đồng làm ngắt mạch điện.
34. Ở đầu cán (chuôi) dao, liềm bằng gỗ, thường có một cái khâu bằng sắt dùng để giữ lưỡi dao, liềm. Tại sao khi lắp khâu người thợ rèn phải nung nóng khâu rồi mới tra vào cán ? Trả lời: Phải nung nóng khâu dao, liềm vì khi được nung nóng, khâu nở ra đẻ lắp vào cán, và khi khâu nguội đi co lại xiết chặt vào cán
35. Hệ thống hóa kiến thức Sự nở vì nhiệt của vật rắn Sự nở dài Sự nở khối Sự nở dài là sự tăng Sự nở khối là sự tăng độ dài của vật rắn thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng. khi nhiệt độ tăng. Δl = l – l = Ứng V = V – V = V t. 0 dụng 0 0 αl0Δt - Khắc phục tác hại - Lợi dụng sự nở vì nhiệt của sự nở vì nhiệt
36. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Ứng dụng nào sau đây không phải của hiện tượng nở vì nhiệt? A. Giữa hai thanh ray đường sắt có một khe hở. B. Những dây dẫn điện thường được căng hơi trùng. C.Cốc thủy tinh nóng lên khi rót nước nóng vào. D. Các ống dẫn thường có những chỗ uốn cong TRẢ LỜI
37. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 2: Nguyên tắc hoạt động của dụng cụ nào sau đây không liên quan đến sự nở vì nhiệt? A. Đồng hồ điện tử. B. Nhiệt kế kim loại. C. Áptômát D. Rơle nhiệt. TRẢ LỜI
38. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 3: Hiện tượng nào sau đây do sự nở vì nhiệt gây ra? A. Nước đọng lại bên ngoài cốc nước đá. B. Thanh kim loại bị kéo dãn. C. Thanh kim loại bị uốn cong. D. Cốc thủy tinh bị vỡ khi rót nước nóng vào. TRẢ LỜI
39. Vật lý – xung quanh ta Vì mensao răngcác dễnha sĩ Vì sao bóng đèn điện bịkhuyên rạn nứt. không nên ăn trònVì bóngđang đènsáng, dãn nếu bị 1 thức ăn quá nóng? 2 nướcnở, gặpmưa lạnh hắt covào thì dễđột bị vỡngột ngay? nên bị vỡ. Sự nở vì nhiệt của vật rắn TạiĐể khisao gặpkhi đặtnóng đường VìTại thép sao khivà bêxây tông đúc nhà raycác đườngxe lửa, ray người có ta nởlớn vì người nhiệt ta gần phải như dùng khôngkhoảng đặt trống các dãn thanh 3 nhau,thép và nên bê tônglàm cho( hỗn 4 nhàhợp đúcgồm sẽxi bềnmăng, cát - raynở, sátlàm khít đường nhau, ray mà vữngsỏi, nước)? hơn. phảikhông để bị congcó khe lên, hở giữadễ gây chúng? tai nạn Tại sao khi lợp nhà bằng Vì sao đổ nước nóng tôn Đểngười tôn takhi chỉ gặp đóng nóng 5 vàoDo cốccốc dãnthủy nở tinh không dày đều đinhdãn ở một nở đầusẽ khôngcòn đầu bị 6 thìở mặt cốc trong dễ bị và vỡ? mặt ngoài. kia phảivênh. để tự do?