Bài 1. Sự chuyển thể của các chất

Hướng dẫn giải

Các chất rắn, chất lỏng và chất khí là các trạng thái của vật chất, được xác định bởi cấu trúc và sắp xếp của các phân tử, nguyên tử hoặc ion trong chất đó. Sự chuyển đổi giữa các trạng thái này thường liên quan đến việc thay đổi nhiệt độ và áp suất.

- Chất rắn:

+ Các phân tử, nguyên tử hoặc ion trong chất rắn được sắp xếp đều đặn và chặt chẽ, tạo thành một cấu trúc lưới cứng.

+ Đối với kim loại, cấu trúc này có thể là một lưới tinh thể.

- Chất lỏng:

+ Trong chất lỏng, cấu trúc của các phân tử, nguyên tử hoặc ion không còn đều đặn như trong chất rắn. Chúng có thể di chuyển nhẹ nhàng và tự tổ chức thành cấu trúc không gian không cố định.

- Chất khí:

+ Cấu trúc của chất khí không giữ các đặc điểm cụ thể về sự xếp đặt của các phân tử, nguyên tử hoặc ion. Chúng có thể tự do di chuyển và không giữ hình dạng hoặc kích thước cố định.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Thanh sắt không được tạo thành từ các phân tử mà là từ các nguyên tử sắt. Trong kim loại, như thành sắt, nguyên tử không tồn tại dưới dạng phân tử như trong một số chất khác.

Cấu trúc của kim loại được mô tả bởi mô hình lưới kim loại, trong đó các nguyên tử sắt tạo thành một lưới không gian mà mỗi nguyên tử đều kết nối với những nguyên tử xung quanh thông qua liên kết kim loại. Liên kết này là kết quả của sự chia sẻ tự do của các electron dẫn năng (electron tự do) trong lưới kim loại.

Do cấu trúc này, thành sắt không tồn tại ở dạng phân tử riêng biệt và không bị tan rã thành các hạt riêng lẻ như trong các chất phân tử. Sự liên kết mạnh mẽ giữa các nguyên tử sắt trong lưới kim loại làm cho chúng giữ vững cấu trúc của mình. Nguyên tử sắt không tự do di chuyển và tự tạo thành các đơn vị riêng lẻ mà không cần đến sự liên kết phân tử như trong chất phân tử.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Độ lớn của lực tương tác tăng từ chất khí đến chất lỏng và cao nhất trong chất rắn, do mức độ tự tổ chức và liên kết giữa các phân tử tăng lên.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Trong một tinh thể muối ăn như NaCl (muối bàn), các ion Na⁺ và Cl⁻ được sắp xếp theo một mô hình lưới tinh thể. Mỗi ion Na⁺ được bao quanh bởi các ion Cl⁻ và ngược lại. Cấu trúc này tạo ra một lưới tinh thể với các ion ở các vị trí cân bằng.

Trong môi trường tĩnh lặng, các ion trong tinh thể muối ăn không thể di chuyển tự do và dao động như các phân tử trong chất lỏng. Tuy nhiên, chúng thực sự có các dao động nhỏ do năng lượng nhiệt độ của môi trường xung quanh.

Cụ thể, các ion trong tinh thể muối ăn thực sự có một biên độ dao động rất nhỏ ở vị trí cân bằng của chúng. Các dao động này được gọi là dao động nhiệt động và liên quan đến năng lượng nhiệt độ của môi trường xung quanh.

Nếu nhiệt độ tăng lên, dao động nhiệt động cũng tăng, và nếu nhiệt độ giảm xuống, chúng giảm đi. Tuy nhiên, do tính chất của mạng lưới tinh thể và sự giữ chặt của lực tương tác giữa các ion, biên độ của các dao động này vẫn rất nhỏ, và các ion vẫn giữ ở vị trí cân bằng tương đối ổn định.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Khi một chất chuyển từ thể rắn sang thể lỏng và từ thể lỏng sang thể khí, các phân tử của chất thường trải qua các thay đổi về cấu trúc và tương tác giữa chúng. Điều này có ảnh hưởng đến khoảng cách trung bình giữa các phân tử

- Thể rắn:

+ Các phân tử trong thể rắn thường sắp xếp cơ động hạn chế trong một cấu trúc tinh thể đều đặn.

+ Khoảng cách trung bình giữa các phân tử thường rất nhỏ do sự chặt chẽ của cấu trúc tinh thể.

- Thể lỏng:

+ Khi chất chuyển từ thể rắn sang thể lỏng, các liên kết giữa phân tử giảm, cho phép chúng di chuyển một cách tự do hơn.

+ Khoảng cách trung bình giữa các phân tử trong thể lỏng tăng lên so với thể rắn do sự di động và tự tổ chức giảm đi.

- Thể khí:

+ Trong thể khí, các phân tử di chuyển tự do và không giữ bất kỳ sự tự tổ chức cấu trúc nào.

+ Khoảng cách trung bình giữa các phân tử trong thể khí lớn hơn nhiều so với thể lỏng do sự tách rời và di động của chúng.

=> Khi chất chuyển từ thể rắn sang thể lỏng và từ thể lỏng sang thể khí, khoảng cách trung bình giữa các phân tử tăng lên do giảm sự tự tổ chức và tăng tính di động của chúng.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Chất ở thể khí thường dễ bị nén nhất so với chất ở thể rắn và thể lỏng. Điều này có liên quan đến tính chất cấu trúc và tương tác giữa các phân tử, nguyên tử, hoặc ion trong từng thể. Quy luật Boyle cho thấy mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của một khí: P₁V₁ = P₂V₂ (ở nhiệt độ không đổi). Khi áp suất tăng, thể tích của một khí có thể giảm đi và ngược lại. Điều này là do trong thể khí, có sự tách rời giữa các phân tử, cho phép chúng di chuyển dễ dàng và chất khí có khả năng thay đổi thể tích một cách linh hoạt khi áp suất thay đổi.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Đặc điểm	Chất rắn	Chất lỏng	Chất khí
Khoảng cách giữa các phân tử	Rất gần nhau	Xa hơn khoảng cách giữa các phân tử chất rắn	Rất lớn so với kích thước phân tử
Liên kết giữa các phân tử	Rất mạnh	Nhỏ hơn trong chất rắn	Rất yếu
Chuyển động phân tử	Dao động xung quanh vị trí cân bằng xác định	Dao động quanh vị trí có thể dịch chuyển	Chuyển động hỗn lợn, không ngừng về mọi phía
Hình dạng	Xác định	Phụ thuộc phần bình chứa nó	Phụ thuộc phần bình chứa nó
Thể tích	Xác định	Xác định	Phụ thuộc bình chứa

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

Sự tăng mức nước biển do sự ấm lên toàn cầu chủ yếu xuất phát từ sự tan băng ở các vùng cực trên đất liền, chứ không phải do sự tan băng của băng nổi trên mặt nước.

Nước có một đặc điểm đặc biệt khi nhiệt độ giảm từ 4 °C đến nhiệt độ đông đặc 0 °C, thể tích của nước tăng lên thay vì giảm đi. Điều này là do cấu trúc phân tử đặc biệt của nước khi ở trong trạng thái lỏng gần điểm đông đặc. Khi nước ở dạng lỏng, cấu trúc phân tử tạo ra mạng lưới hydrogen liên kết, tạo nên một cấu trúc rỗng và giảm khả năng tự tự tổ chức của nước, làm tăng thể tích.

Vì vậy, khi nước ở nhiệt độ gần 0 °C, nó có thể trở nên có thể tăng thể tích và trở thành đặc điểm quan trọng trong việc giải thích sự tăng mực nước biển do sự tan băng ở các vùng cực. Khi băng trên đất liền tại các vùng cực tan ra, nước lỏng từ sự tan băng có thể làm tăng lên mức nước biển.

Tuy nhiên, sự tan băng của băng nổi trên mặt nước của các đại dương cũng đóng góp vào sự tăng mức nước biển, nhưng tỷ lệ này thường ít hơn so với sự tan băng của băng trên đất liền.

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)

Hướng dẫn giải

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)