Bài 1 · Cơ bản

Cấu trúc của chất. Sự chuyển thể

Dùng mô hình động học phân tử giải thích tính chất của thể rắn, lỏng, khí; gọi đúng tên 6 quá trình chuyển thể và biết quá trình nào thu, toả nhiệt; phân biệt chất rắn kết tinh và vô định hình qua đồ thị đun nóng; phân biệt bay hơi và sôi.

Ứng với SGK Vật lí 12 (bộ thống nhất): Bài 1

⚡ Nhớ nhanh

1Mô hình động học phân tử: chất gồm các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng; nhiệt độ càng cao thì chuyển động càng nhanh; giữa các phân tử có lực liên kết (hút và đẩy).
2Rắn: sát nhau, dao động quanh vị trí cố định · Lỏng: sát nhau, trượt lên nhau · Khí: rất xa nhau (cỡ 10 lần khoảng cách trong chất lỏng ⇒ thể tích lớn cỡ 1000 lần), bay tự do.
36 quá trình: nóng chảy, hoá hơi, thăng hoa (rắn → khí) thu nhiệt; đông đặc, ngưng tụ, ngưng kết (khí → rắn) toả nhiệt.
4Chất rắn kết tinh nóng chảy ở nhiệt độ xác định (đồ thị đun nóng có đoạn nằm ngang); chất vô định hình (sáp, thuỷ tinh, nhựa đường) mềm dần, không có đoạn nằm ngang.
5Bay hơi xảy ra ở mọi nhiệt độ, tại mặt thoáng; sôi xảy ra ở nhiệt độ sôi xác định (nước 100 °C ở 1 atm), cả trong lòng chất lỏng.
6Bẫy: trong lúc chuyển thể vẫn nhận nhiệt mà nhiệt độ không đổi — nhiệt dùng để phá liên kết, không làm phân tử chạy nhanh hơn.

👀 Nhìn là hiểu

Kéo nhiệt kế (hoặc thanh trượt) hay bấm 🔥 Đun đều: các hạt đổi từ dao động tại chỗ → trượt sát nhau → bay tự do, sơ đồ 6 quá trình sáng mũi tên đang xảy ra; kéo pít-tông để thử nén. Tab Thí nghiệm đun băng phiến và sáp, tab Đoán trước có 4 cái bẫy.

Nhiệt độ25 °C

ThểLỏng

Phần rắn/lỏng7 mL

Phần khí33 mL

Bấm 🔥 Đun đều để vẽ đồ thị nhiệt độ theo thời gian.

Kéo thả tự do, xem số và đồ thị chạy theo.

Chất:

Nhiệt độ: 25 °C

Lỏng (25 °C): hạt vẫn sát nhau nhưng không có nút mạng cố định, trượt lên nhau ⇒ chảy được, lấy hình dạng bình, thể tích ≈ 7 mL không đổi. Vài hạt nhanh ở mặt thoáng thoát ra: nước bay hơi ngay ở 25 °C, chưa cần sôi.

1 ⚛️ Mô hình động học phân tử và ba thể của chất

Mô hình động học phân tử về cấu tạo chất

✦Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử (hoặc nguyên tử), giữa chúng có khoảng cách.
✦Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng. Nhiệt độ càng cao thì chuyển động càng nhanh.
✦Giữa các phân tử có lực liên kết gồm lực hút và lực đẩy: ở gần quá thì đẩy nhau, xa hơn một chút thì hút nhau, rất xa thì lực gần như bằng 0.
✦Bằng chứng: chuyển động Brown (hạt phấn hoa trong nước giật hỗn loạn vì bị phân tử nước va đập không đều) và khuếch tán (mùi nước hoa lan khắp phòng).

So sánh ba thể

	Rắn	Lỏng	Khí
Khoảng cách phân tử	Rất gần (cỡ kích thước phân tử)	Gần	Rất xa (cỡ 10 lần trong chất lỏng)
Sắp xếp	Trật tự (mạng tinh thể)	Kém trật tự	Hỗn loạn
Chuyển động	Dao động quanh vị trí cân bằng cố định	Dao động quanh vị trí cân bằng luôn dịch chuyển (trượt lên nhau)	Chuyển động tự do về mọi phía
Lực liên kết	Rất mạnh	Yếu hơn	Rất yếu
Hình dạng, thể tích	Có hình dạng và thể tích riêng	Có thể tích riêng, hình dạng của bình chứa	Không có hình dạng và thể tích riêng
Nén	Gần như không nén được	Gần như không nén được	Dễ nén

Dạng bài

Giải thích một hiện tượng bằng mô hình phân tử

1 Xác định chất đang ở thể nào (hoặc đang chuyển thể nào).
2 Nói cách sắp xếp và chuyển động của phân tử ở thể đó.
3 So lực liên kết với chuyển động nhiệt: liên kết thắng ⇒ giữ chỗ; chuyển động nhiệt thắng ⇒ bay tự do.
4 Thử lại bằng một quan sát cụ thể (trên sim, hoặc hiện tượng quen thuộc).

⚠️ Bẫy hay gặp: Nói "đun tiếp thì nước đá ở 0 °C nóng lên 1 °C, 2 °C…" là sai: chừng nào còn nước đá, hỗn hợp vẫn ở 0 °C. Tương tự, nước đang sôi ở 1 atm không lên được 105 °C.

🧊

Làm mẫu

Đun đều một cục nước đá từ −20 °C tới 120 °C ở áp suất 1 atm (bình kín có pít-tông). Mô tả sự sắp xếp, chuyển động của phân tử qua từng giai đoạn và cho biết nhiệt độ thay đổi thế nào lúc tới 0 °C và 100 °C.

Hướng dẫn giải

Thử tự giải trước nhé!

2 🔄 Sự chuyển thể. Chất rắn kết tinh và vô định hình

Sáu quá trình chuyển thể

Quá trình	Từ → đến	Nhiệt
Nóng chảy	Rắn → lỏng	Thu
Đông đặc	Lỏng → rắn	Toả
Hoá hơi (bay hơi, sôi)	Lỏng → khí	Thu
Ngưng tụ	Khí → lỏng	Toả
Thăng hoa	Rắn → khí	Thu
Ngưng kết	Khí → rắn	Toả

Cần nhớ

✦Mẹo nhớ: đi về phía khí (phân tử xa nhau ra, phải phá liên kết) thì thu nhiệt; đi về phía rắn thì toả nhiệt.
✦Hai quá trình ngược chiều nhau xảy ra ở cùng một nhiệt độ: nước đá nóng chảy ở 0 °C thì nước cũng đông đặc ở 0 °C.
✦Trong lúc nóng chảy (hay sôi), chất vẫn nhận nhiệt nhưng nhiệt độ không đổi: nhiệt lượng dùng để phá liên kết giữa các phân tử, không làm chúng chuyển động nhanh hơn.
✦Thăng hoa: băng phiến, đá khô (CO₂ rắn), iodine. Ngưng kết: sương muối, tuyết (hơi nước thành băng, không qua thể lỏng).

💎 Chất rắn kết tinh

Phân tử xếp thành mạng tinh thể có trật tự. Nóng chảy ở nhiệt độ xác định ⇒ đồ thị đun nóng có đoạn nằm ngang. Ví dụ: nước đá (0 °C), băng phiến (80 °C), muối ăn, kim loại.

🕯️ Chất rắn vô định hình

Phân tử sắp xếp không trật tự. Mềm dần khi đun, không có nhiệt độ nóng chảy xác định ⇒ đồ thị không có đoạn nằm ngang. Ví dụ: sáp nến, thuỷ tinh, nhựa đường, cao su.

3 ♨️ Bay hơi và sôi

Hai cách hoá hơi

	Bay hơi	Sôi
Xảy ra ở	Mọi nhiệt độ	Nhiệt độ sôi xác định (nước 100 °C ở 1 atm)
Ở đâu	Chỉ ở mặt thoáng	Cả ở mặt thoáng và trong lòng chất lỏng (bọt hơi)
Nhanh hay chậm	Nhanh hơn khi nhiệt độ cao, mặt thoáng rộng, có gió, không khí khô	Rất nhanh; đun to lửa chỉ làm cạn nhanh hơn, nhiệt độ vẫn không đổi

Giải thích bằng mô hình phân tử

✦Các phân tử chất lỏng có tốc độ khác nhau. Phân tử nhanh ở gần mặt thoáng thắng được lực hút của các phân tử khác thì bay ra ngoài ⇒ chất lỏng bay hơi ngay cả ở 25 °C.
✦Phân tử nhanh bay đi, phân tử chậm ở lại ⇒ chất lỏng lạnh đi khi bay hơi (đổ mồ hôi thấy mát).
✦Nhiệt độ sôi phụ thuộc áp suất trên mặt chất lỏng: nồi áp suất (khoảng 2 atm) nước sôi ở khoảng 120 °C; trên núi cao áp suất thấp, nước sôi dưới 100 °C.

Dạng bài

Ước lượng khoảng cách phân tử khi hoá hơi

1 Lấy cùng một lượng chất ở hai thể, đọc thể tích (đề cho sẵn). Đổi về cùng đơn vị.
2 Tỉ số thể tích = V_khí / V_lỏng.
3 Mỗi phân tử chiếm một "ô" thể tích; cạnh ô (khoảng cách phân tử) tăng theo căn bậc ba của tỉ số thể tích.
4 Thử lại: lập phương kết quả phải gần bằng tỉ số thể tích.

⚠️ Bẫy hay gặp: Nói "khoảng cách cũng tăng 1700 lần" là quên rằng thể tích tăng theo lập phương của khoảng cách: khoảng cách tăng 12 lần thì thể tích tăng 12³ ≈ 1700 lần.

💧

Làm mẫu

1 mol nước (18 g) ở thể lỏng chiếm 18 mL. Khi hoá hơi hết ở 100 °C, 1 atm, lượng hơi đó chiếm khoảng 30,6 lít. Thể tích tăng bao nhiêu lần, khoảng cách trung bình giữa các phân tử tăng khoảng bao nhiêu lần?

Hướng dẫn giải

Thử tự giải trước nhé!

4 🔬 Thí nghiệm: đường đun nóng băng phiến và sáp

Dạng bài

Các bước thí nghiệm

1 Dụng cụ: hai ống nghiệm đựng băng phiến tán nhỏ và sáp nến, cốc nước, đèn cồn, hai nhiệt kế, đồng hồ bấm giây.
2 Đun cách thuỷ hai ống trong cốc nước (để chất nóng lên từ từ và đều). Bầu nhiệt kế nằm giữa chất, không chạm thành ống.
3 Cứ 30 s đọc nhiệt độ hai ống một lần, ghi vào bảng; quan sát thể của chất trong ống.
4 Vẽ đồ thị nhiệt độ theo thời gian. Thử lại: đoạn nằm ngang của băng phiến ứng đúng lúc trong ống có cả rắn lẫn lỏng ✓.

⚠️ Bẫy hay gặp: Bầu nhiệt kế chạm thành ống thì đo nhiệt độ thành ống (sát nước nóng), cao hơn chất bên trong vài độ: đoạn nằm ngang bị đẩy lên 86 °C thay vì 80 °C. Trên sim, tab Thí nghiệm tô vàng những dòng đo như vậy.

Một bảng số liệu mẫu (đo mỗi phút)

t (phút)	Băng phiến (°C)	Sáp (°C)
0	70	70
1	74	72,5
2	78	75
3	80	77,5
4	80	79,5
5	80	82
6	81,5	84
7	84,5	86
8	87,5	87,5

Đọc bảng số liệu

✦Băng phiến: tăng đều 4 °C/phút, rồi đứng yên ở 80 °C từ phút 2,5 tới phút 5,5 (3 phút đang nóng chảy), sau đó tăng 3 °C/phút (thể lỏng).
✦Sáp: tăng liên tục, mỗi phút 1,5 – 2,5 °C, không có đoạn nằm ngang ⇒ sáp là chất vô định hình.
✦Đun mạnh hơn thì đoạn nằm ngang ngắn lại nhưng vẫn ở 80 °C: nhiệt độ nóng chảy là đặc trưng của chất, không phụ thuộc cách đun.

5 🌦️ Hiện tượng quanh ta

✦🥤 Cốc nước đá để lâu vẫn ở khoảng 0 °C chừng nào còn đá; mặt ngoài cốc đọng nước vì hơi nước trong không khí gặp lạnh ngưng tụ.
✦🥵 Đổ mồ hôi thấy mát: mồ hôi bay hơi mang theo các phân tử nhanh, da lạnh đi. Có gió thì bay hơi nhanh hơn, càng mát.
✦🍲 Nồi áp suất nấu nhừ nhanh vì áp suất trong nồi cao, nước sôi ở khoảng 120 °C thay vì 100 °C.
✦❄️ Sương muối trên lá ở vùng núi rét: hơi nước ngưng kết thẳng thành tinh thể băng, không qua thể lỏng.

6 💡 Mẹo làm nhanh và lỗi hay sai

⚡ Mẹo làm nhanh trắc nghiệm

✦Thu hay toả: đi về phía khí thì thu nhiệt (nóng chảy, hoá hơi, thăng hoa), đi về phía rắn thì toả nhiệt (đông đặc, ngưng tụ, ngưng kết).
✦Câu "đặc điểm của thể nào": có hình dạng riêng ⇒ chỉ rắn; có thể tích riêng ⇒ rắn và lỏng; dễ nén ⇒ chỉ khí.
✦Đồ thị đun nóng có đoạn nằm ngang ⇒ đang chuyển thể, chất là kết tinh; nhiệt độ của đoạn ngang là nhiệt độ nóng chảy (hoặc sôi).
✦Gặp chữ "mọi nhiệt độ", "mặt thoáng" ⇒ bay hơi; "nhiệt độ xác định", "trong lòng chất lỏng" ⇒ sôi.

⚠️ Lỗi hay sai nhất

✦Tưởng cứ cấp nhiệt là nhiệt độ tăng: nước đá đang tan giữ 0 °C, nước đang sôi (1 atm) giữ 100 °C dù đun to lửa.
✦Tưởng phân tử chất rắn đứng yên: chúng dao động quanh nút mạng, nóng lên thì dao động mạnh hơn.
✦Tưởng nước chỉ hoá hơi ở 100 °C: nước bay hơi cả ở 25 °C, 100 °C là nhiệt độ sôi.
✦Đọc nhầm thời gian nóng chảy: đồ thị nằm ngang từ phút 2,5 tới phút 5,5 thì nóng chảy trong 3 phút, không phải 5,5 phút.
✦Gọi rắn → khí là "bay hơi": đúng tên là thăng hoa; khí → rắn là ngưng kết (không phải ngưng tụ).
✦Từ "thể tích tăng 1700 lần" suy ra khoảng cách tăng 1700 lần: đúng là ∛1700 ≈ 12 lần.

📏 Kiểm tra đơn vị và độ lớn

✦Khoảng cách phân tử khí ≈ 10 lần trong chất lỏng ⇒ thể tích khí ≈ 1000 lần thể tích lỏng. Đáp số "khí chỉ gấp 2–3 lần" là vô lí.
✦Nhiệt độ sôi 100 °C và nóng chảy 0 °C của nước chỉ đúng ở 1 atm. Đề cho nồi áp suất hay núi cao thì nhiệt độ sôi khác.
✦Đọc đồ thị: để ý trục thời gian là phút hay giây (3 phút = 180 s).
✦Đổi thể tích: 1 lít = 1000 mL = 1000 cm³; 1 m³ = 1000 lít.

✏️ Luyện tập

Làm xong mỗi nhóm bấm Kiểm tra. Câu sai có lời giải ngắn và nút quay lại phần kiến thức.

⚛️

Mô hình phân tử và ba thể

1
Nhận biết
Theo mô hình động học phân tử, các phân tử cấu tạo nên chất
2
Nhận biết
Trong chất rắn kết tinh, các phân tử
3
Thông hiểu
Chất lỏng có thể tích riêng nhưng không có hình dạng riêng vì các phân tử
4
Thông hiểu
Chất khí dễ bị nén còn chất lỏng thì gần như không, vì
5
Thông hiểu
Chuyển động Brown của hạt phấn hoa trong nước chứng tỏ

🔄

Sáu quá trình chuyển thể

1
Nhận biết
Quá trình chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể khí gọi là
2
Nhận biết
Quá trình nào sau đây toả nhiệt?
3
Thông hiểu
Trong suốt quá trình nóng chảy của một chất rắn kết tinh (đang được đun), nhiệt độ của chất
4
Thông hiểu
Chất nào sau đây là chất rắn vô định hình?
5
Thông hiểu Trong 6 quá trình chuyển thể (nóng chảy, đông đặc, hoá hơi, ngưng tụ, thăng hoa, ngưng kết), số quá trình thu nhiệt là .
6
Vận dụng
Những đêm rét đậm ở vùng núi, trên lá cây phủ một lớp sương muối (tinh thể băng) dù không có mưa. Lớp sương muối hình thành do

♨️

Bay hơi và sôi

1
Thông hiểu
Phát biểu nào đúng về sự bay hơi?
2
Vận dụng
Dùng nồi áp suất thì thức ăn nhanh chín hơn nồi thường, vì
3
Vận dụng
Lau cồn lên mu bàn tay thấy mát lạnh. Giải thích theo mô hình phân tử:
4
Vận dụng 1 mol nước lỏng chiếm 18 mL; hoá hơi hết ở 100 °C, 1 atm thì chiếm khoảng 30,6 lít. Khoảng cách trung bình giữa các phân tử tăng khoảng lần (làm tròn đến hàng đơn vị).

🔬

Đồ thị và số liệu thí nghiệm

1
Thông hiểu
Đun cách thuỷ băng phiến và sáp, kết quả đo: $t (ph u ˊ t) B a ˘ ng phi e ˆ ˊ n (^{\circ} C) S a ˊ p (^{\circ} C) 27875 380 77, 5 480 79, 5 58082 6 81, 5 84 7 84, 5 86$ Nhận xét nào đúng?
2
Thông hiểu Theo bảng ở câu trên, nhiệt độ nóng chảy của băng phiến là °C.
3
Thông hiểu Đồ thị nhiệt độ của băng phiến theo thời gian: từ phút 0 đến phút 2,5 tăng từ 70 °C lên 80 °C; từ phút 2,5 đến phút 5,5 nằm ngang ở 80 °C; sau đó tăng tiếp. Thời gian băng phiến nóng chảy là phút.
4
Vận dụng
Với đồ thị ở câu trên, tại phút thứ 4 trong ống nghiệm có
5
Vận dụng
Làm lại thí nghiệm với ngọn lửa to hơn (nước nóng lên nhanh hơn). Đoạn nằm ngang trên đồ thị của băng phiến sẽ

🌦️

Hiện tượng quanh ta

1
Thông hiểu
Lấy cốc nước đá từ tủ lạnh ra, một lúc sau mặt ngoài cốc có nhiều giọt nước. Các giọt nước đó là do

🏆 Luyện theo dạng đề tốt nghiệp

Đề Vật lí có 3 phần: 18 câu 4 lựa chọn, 4 câu đúng/sai (mỗi câu 4 ý) và 6 câu trả lời ngắn (đáp số tối đa 4 ký tự, kể cả dấu − và dấu phẩy). Dưới đây là đủ 3 dạng, chỉ dùng kiến thức của bài này.

🅰️

Phần I · Trắc nghiệm 4 lựa chọn

1
Thông hiểu
Đặc điểm nào sau đây chỉ có ở chất rắn kết tinh?
2
Thông hiểu
Nước đang sôi ở 100 °C trong ấm hở (áp suất 1 atm). Vặn to lửa thì
3
Vận dụng
Một chất rắn được đun đều. Đồ thị nhiệt độ theo thời gian tăng từ 20 °C lên 60 °C trong 4 phút, sau đó nằm ngang ở 60 °C trong 6 phút rồi lại tăng. Phát biểu nào đúng?

✅

Phần II · Đúng / sai

1
Thông hiểu
Đun cách thuỷ một ống nghiệm đựng băng phiến. Đồ thị nhiệt độ theo thời gian: từ phút 0 đến 2,5 tăng từ 70 °C lên 80 °C; từ phút 2,5 đến 5,5 nằm ngang ở 80 °C; sau đó tăng đều tới 87,5 °C ở phút 8.

a)Băng phiến là chất rắn kết tinh.

b)Từ phút 2,5 đến phút 5,5, băng phiến không nhận nhiệt nên nhiệt độ không đổi.

c)Ở phút thứ 4, trong ống có cả băng phiến rắn và băng phiến lỏng.

d)Nếu đun bằng ngọn lửa to hơn thì đoạn nằm ngang sẽ ở nhiệt độ cao hơn 80 °C.
2
Vận dụng
Một xi lanh có pít-tông chứa nước ở 25 °C; phía trên mặt nước là một lớp không khí lẫn hơi nước. Biết 1 mol nước lỏng chiếm 18 mL, còn 1 mol hơi nước ở 100 °C, 1 atm chiếm khoảng 30,6 lít.

a)Các phân tử nước ở thể lỏng vẫn chuyển động hỗn loạn không ngừng.

b)Ở 25 °C nước trong xi lanh không bay hơi vì chưa tới 100 °C.

c)Ấn pít-tông xuống thì lớp khí phía trên bị nén dễ dàng, còn thể tích phần nước gần như không đổi.

d)Khi 1 mol nước hoá hơi hết ở 100 °C, 1 atm thì khoảng cách trung bình giữa các phân tử tăng khoảng 1700 lần.

🔢

Phần III · Trả lời ngắn

1
Thông hiểu Cho các hiện tượng: (1) sương đọng trên lá; (2) nước đá tan; (3) phơi quần áo cho khô; (4) băng phiến nhỏ dần trong tủ; (5) nước đóng băng trong ngăn đá; (6) tuyết hình thành từ hơi nước trong mây. Có bao nhiêu hiện tượng thu nhiệt? Đáp số:
2
Thông hiểu Đun đều nước đá từ −10 °C. Đồ thị nhiệt độ theo thời gian tăng tới 0 °C ở phút thứ 1, nằm ngang ở 0 °C tới phút thứ 9, rồi tăng. Nước đá nóng chảy trong bao nhiêu phút? Đáp số:
3
Vận dụng Hơi nước ở 100 °C, 1 atm có khối lượng riêng khoảng 0,6 kg/m³. Hỏi 1 g hơi nước ở điều kiện đó chiếm bao nhiêu cm³ (làm tròn đến hàng trăm)? Đáp số:

🎯 Bài này vào đề tốt nghiệp ở đâu?

•Phần I thường hỏi đặc điểm của từng thể (khoảng cách, chuyển động, hình dạng, thể tích), tên các quá trình chuyển thể và quá trình nào thu, toả nhiệt.
•Phần I và II hay có một đồ thị nhiệt độ theo thời gian khi đun: đọc nhiệt độ nóng chảy, thời gian nóng chảy, thể của chất ở một thời điểm; ý dễ mất điểm là "trong đoạn nằm ngang chất không nhận nhiệt".
•Câu hỏi về bay hơi và sôi có thể gắn với đời sống (nồi áp suất, đổ mồ hôi, phơi quần áo); bài này chưa có tính nhiệt lượng — phần đó ở bài 4–6.

Làm đề thi thử trọn bộ

Bài tiếp theo
Nội năng. Định luật I của nhiệt động lực học