Các thể của chất và sự chuyển thể – KHTN 6 Bài 10

1. Ba thể thường gặp của chất

Ở điều kiện thông thường, chất rắn có hình dạng và thể tích xác định, như viên nước đá hay thanh sắt. Chất lỏng có thể tích xác định nhưng nhận hình dạng phần bình chứa nó; rót cùng lượng nước từ cốc sang bình sẽ đổi hình dạng phần nước. Chất khí không có hình dạng và thể tích riêng cố định: nó lan ra chiếm không gian của bình chứa.

Cát đổ được không có nghĩa từng hạt cát là chất lỏng. Từng hạt vẫn là vật rắn; cả đống hạt có thể trượt và đổi hình dạng. Cũng không phân loại chỉ bằng “nhìn thấy hay không”: không khí có thật dù nhiều thành phần của nó không màu.

2. Nóng chảy và đông đặc

Nóng chảy là chuyển từ thể rắn sang thể lỏng. Viên nước đá để trong phòng nhận nhiệt và dần thành nước lỏng. Đông đặc là chiều ngược lại: từ lỏng sang rắn, chẳng hạn nước được làm lạnh đủ lâu trong ngăn đá.

Trong thời gian nóng chảy của một chất rắn kết tinh tinh khiết ở áp suất xác định, nhiệt độ có thể giữ không đổi dù vẫn nhận nhiệt. Không phải cứ tiếp tục cung cấp nhiệt thì nhiệt độ phải tăng ngay. Với nước tinh khiết ở áp suất khí quyển thông thường, mốc nóng chảy/đông đặc xấp xỉ 0 °C; tạp chất và điều kiện có thể làm mốc này thay đổi.

3. Hóa hơi: bay hơi khác sôi

Hóa hơi là chuyển từ lỏng sang khí. Bay hơi xảy ra trên bề mặt chất lỏng; áo ướt phơi có thể khô ở nhiệt độ thường. Sôi là sự hóa hơi diễn ra cả bên trong và trên bề mặt chất lỏng; các bọt hơi hình thành trong chất lỏng và nổi lên.

Không dùng câu “nước chỉ hóa hơi ở 100 °C”. Ở áp suất khí quyển thông thường, nước tinh khiết sôi xấp xỉ 100 °C, nhưng nước đã có thể bay hơi ở nhiệt độ thấp hơn. Nhiệt độ sôi phụ thuộc áp suất và chất đang xét. Khi phơi quần áo, trải rộng giúp tăng diện tích mặt thoáng; gió làm không khí ẩm quanh vải được thay thế, thường giúp khô nhanh hơn.

4. Ngưng tụ và câu chuyện cốc lạnh

Ngưng tụ là chuyển từ thể khí sang thể lỏng. Không khí xung quanh có hơi nước. Khi lớp không khí sát thành cốc lạnh được làm lạnh đủ mức, hơi nước có thể ngưng tụ thành các giọt nhỏ ở mặt ngoài cốc. Nguồn nước này là hơi nước trong không khí, không phải nước đi xuyên qua thành thủy tinh.

Hơi nước ở thể khí không nhìn thấy bằng mắt như một đám mây trắng. Vệt trắng thường gặp gần dòng hơi nóng là các giọt nước rất nhỏ đã hình thành khi hơi ngưng tụ. Trong tự nhiên, các giọt nước nhỏ trong sương mù cũng khác với hơi nước ở thể khí.

5. Cách giải thích một hiện tượng chuyển thể

Ví dụ 1 – đá tan: Ban đầu nước ở thể rắn; sau đó có nước lỏng; chiều chuyển là rắn → lỏng; tên quá trình là nóng chảy. Chất vẫn là nước.

Ví dụ 2 – áo khô: Ban đầu có nước lỏng trên sợi vải; sau đó nước vào không khí ở thể khí; quá trình là bay hơi. Không cần nước trong áo phải sôi.

Ví dụ 3 – cốc lạnh: Xác định vị trí giọt nước ở ngoài cốc; nhận ra nguồn hơi nước từ không khí; trạng thái đầu là khí, cuối là lỏng; kết luận ngưng tụ. Thứ tự quan sát → xác định hai thể → đặt tên giúp tránh học thuộc tên rời rạc.

6. Quan sát đơn giản và lỗi cần tránh

Dưới sự hướng dẫn phù hợp, đặt một viên đá vào đĩa, quan sát và ghi trạng thái lúc đầu, lúc đang tan và sau khi tan. Có thể so sánh mặt ngoài một cốc nước mát với cốc nước thường trong cùng phòng. Ghi thời gian, điều kiện và điều quan sát được; không kết luận cốc chắc chắn rò chỉ vì thấy giọt nước.

Không tự làm thí nghiệm với nước sôi, dụng cụ dễ vỡ hoặc nung bình kín. Trong bài này, sơ đồ chỉ biểu diễn sự chuyển thể; mũi tên không có nghĩa nước tự chuyển theo mọi chiều trong cùng một điều kiện.

• Hạt cát là rắn dù cả đống cát đổ được.
• Bay hơi khác sôi về nơi xảy ra trong chất lỏng.
• Hơi nước khác các giọt nhỏ nhìn thấy trong sương.
• Nóng chảy và đông đặc, hóa hơi và ngưng tụ là các quá trình ngược chiều.

Học tiếp và luyện tập

Sơ đồ tư duy cuối bài

• Nhận biết: rắn giữ hình/thể tích, lỏng giữ thể tích, khí chiếm không gian chứa.
• Chuyển thể: rắn → lỏng là nóng chảy; lỏng → rắn là đông đặc.
• Lỏng → khí là hóa hơi; khí → lỏng là ngưng tụ.
• Bay hơi xảy ra ở bề mặt; sôi xảy ra cả bên trong và bề mặt.
• Vận dụng: đá tan, áo khô, giọt nước ngoài cốc lạnh; luôn quan sát an toàn.