Công thức vật lý 10 chương 7: chất rắn và chất lỏng, sự chuyển thể

$\epsilon =\frac{\left|∆l\right|}{l_0}=\alpha \sigma$

$\sigma =\frac{F}{S}$

Phát biểu: Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn đồng chất, hình trụ tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó.

Chú thích: 

$\epsilon$: độ biến dạng tỉ đối của vật rắn (bị kéo hoặc nén)

$∆l$: độ dài phần giãn ra hay nén lại của vật $\left(m\right)$

$l_0$: chiều dài tự nhiên ban đầu của vật $\left(m\right)$

$\sigma$: ứng suất tác dụng vào vật đó $\left(Pa\right)$

$\alpha$: hệ số tỉ lệ phụ thuộc chất liệu của vật rắn

$F:$ lực tác dụng lên vật rắn $\left(N\right)$

$S$: tiết diện ngang của vật $\left(m^2\right)$

Nhận xét về độ biến dạng tỉ đối của các vật liệu:

- Vật liệu dẻo như sắt, thép, đồng,... có độ biến dạng tỉ đối cao.

- Vật liệu giòn như gang, thủy tinh, gốm,... có độ biến dạng tỉ đối thấp.

- Vật liệu polyme có độ biến dạng tỉ đối rất cao. Polyme có thể kéo dài thành sợi nhỏ và mảnh.

$F_{đh}=k\left|∆l\right|$

$k=E\frac{S}{l_0}$

Phát biểu: Độ lớn của lực đàn hồi $F_{đh}$ trong vật rắn tỉ lệ thuận với độ biến dạng $\left|∆l\right|=\left|l-l_0\right|$ của vật rắn.

Chú thích:

$E$: suất đàn hồi đặc trưng cho tính đàn hồi của chất rắn. $\left(Pa\right)$

$k$: độ cứng của vật rắn phụ thuộc chất liệu và kích thước của vật $(N/m)$

$S$: tiết diện ngang của vật $\left(m^2\right)$

$l_0$: chiều dài tự nhiên của vật rắn $\left(m\right)$

$E=\frac{1}{\alpha }$

$\sigma =E\frac{\left|∆l\right|}{l_0}$

Phát biểu: Suất đàn hồi (Suất Young) đặc trưng cho tính đàn hồi của chất rắn.

Chú thích:

$E$: suất đàn hồi $\left(Pa\right)$

$∆l$: độ dài phần giãn ra hay nén lại của vật $\left(m\right)$

$l_0$: chiều dài tự nhiên ban đầu của vật $\left(m\right)$

$\sigma$: ứng suất tác dụng vào vật đó $\left(Pa\right)$

$\alpha$: hệ số tỉ lệ phụ thuộc chất liệu của vật rắn

Suất đàn hồi của một số chất rắn:

$∆l=l-l_0=\alpha l_0∆t$

Phát biểu: Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng được gọi là sự nở dài (vì nhiệt). Độ nở dài của vật rắn tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ $∆t$ và độ dài ban đầu $l_0$ của vật đó.

Chú thích: 

$∆l$: độ nở dài $\left(m\right)$

$\alpha$: hệ số nở dài $\left(K^{-1}\right)$

$l_0$: chiều dài tự nhiên ban đầu của vật $\left(m\right)$

$l$: chiều dài lúc sau của vật $\left(m\right)$

$∆t$: độ tăng nhiệt độ $\left(K\right)$

Hệ số nở dài của một số chất rắn:

$∆V=V-V_0=\beta V_0∆t$

$\beta =3\alpha$

Phát biểu: Khi bị nung nóng, kích thước của vật rắn tăng theo mọi hướng nên thể tích của nó cũng tăng. Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối.

Độ nở khối của vật rắn tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ $∆t$ và thể tích ban đầu $V_0$ của vật đó.

Chú thích: 

$∆V$: độ nở khối của vật rắn $\left(m^3\right)$

$V_0$: thể tích ban đầu của vật rắn $\left(m^3\right)$

$V$: thể tích lúc sau của vật rắn $\left(m^3\right)$

$\beta$: hệ số nở khối $\left(K^{-1}\right)$

$∆t$: độ tăng nhiệt độ

$f=\sigma l$

Khái niệm: Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kỳ trên bề mặt chất lỏng có phương vuông góc với đoạn đường này, tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng, có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng và có độ lớn tỉ lệ thuận với độ dài của đoạn đường đó.

Chú thích: 

$f$: lực căng bề mặt $\left(N\right)$

$\sigma$: hệ số căng bề mặt $(N/m)$

$l$: đoạn đường mà lực tác dụng $\left(m\right)$

Hệ số căng bề mặt của một số chất lỏng:

$Q=\lambda m$

Khái niệm: Nhiệt lượng cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy (chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng) gọi là nhiệt nóng chảy của chất rắn đó. Nhiệt nóng chảy $Q$ tỉ lệ thuận với khối lượng $m$ của chất rắn.

Chú thích:

$Q$: nhiệt nóng chảy của chất rắn $\left(J\right)$

$\lambda$: nhiệt nóng chảy riêng $(J/kg)$

$m$: khối lượng của chất rắn $\left(kg\right)$

Nhiệt nóng chảy riêng $\lambda$ của một số chất rắn kết tinh:

$Q=Lm$

Khái niệm: Nhiệt lượng $Q$ cung cấp cho khối chất lỏng trong quá trình sôi được gọi là nhiệt hóa hơi của khối chất lỏng ở nhiệt độ sôi. Nhiệt hóa hơi tỉ lệ thuận với khối lượng $m$ của phần chất lỏng đã biến thành khí (hơi) ở nhiệt độ sôi.

Chú thích: 

$Q$: nhiệt hóa hơi $\left(J\right)$

$L$: nhiệt hóa hơi riêng của chất lỏng $(J/kg)$

$m$: khối lượng của phần chất lỏng $\left(kg\right)$

Nhiệt hóa hơi riêng của một số chất lỏng ở nhiệt độ sôi và áp suất chuẩn:

$f=\frac{a}{A}.100\%$

$f\approx \frac{\rho }{p_{bh}.}.100\%$

Khái niệm: Độ ẩm tỉ đối của không khí là đại lượng đo bằng tỉ số phần trăm giữa độ ẩm tuyệt đối $a$ và độ ẩm cực đại $A$ của không khí ở cùng nhiệt độ.

Chú thích:

$f$: độ ẩm tỉ đối

$a$: độ ẩm tuyệt đối $(g/m^3)$

$A$: độ ẩm cực đại $(g/m^3)$

$p_{bh}$: áp suất hơi nước bão hòa $\left(mmHg\right)$

$\rho$: khối lượng riêng của nó $(g/m^3)$

Áp suất hơi nước bão hòa $p_{bh}$ và khối lượng riêng $\rho$ của nó:

Vận dụng:

Không khí càng ẩm, độ ẩm tỉ đối càng lớn. Ở nước ta, độ ẩm tỉ đối có thể tăng từ 95% đến 98% trong những ngày ẩm ướt và giảm xuống dưới 70% trong những ngày khô ráo.

Độ ẩm tỉ đối của không khí càng nhỏ, sự bay hơi qua lớp da càng nhanh, thân người càng dễ bị lạnh. 

- Ở ${30}^{o}C$, con người vẫn cảm thấy dễ chịu khi độ ẩm tỉ đối bằng khoảng 25% và cảm thấy nóng bức khi vượt quá 80%.

- Ở ${18}^{o}C$, con người cảm thấy lạnh khi độ ẩm tỉ đối là 25% và cảm thấy mát mẻ khi độ ẩm tỉ đối vượt quá 60%.

Độ ẩm tỉ đối cao hơn 80% tạo điều kiện cho cây cối phát triển, nhưng lại dễ làm ẩm mốc, hư hỏng các máy và dụng cụ quang học, điện tử, cơ khí, khí tài quân sự, lương thực, thực phẩm trong các khó chứa.

Để chống ẩm, người ta phải thực hiện nhiều biện phát như dùng chất hút ẩm, sấy nóng, thông gió, bôi dầu mỡ lên các chi tiết máy bằng kim loại, phủ lớp chất dẻo lên các bản mạch điện tử.

Dùng chất hút ẩm cũng là một trong những biện pháp chống ẩm mốc hiệu quả (dùng cho thực phẩm)