Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG, tải xuống (21), }, Nguồn năng lượng này đang cạn…
VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
Nước và tầm quan trọng của nước
Các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước
do các loại nước thải công nghiệp từ các nhà máy hóa chất, nước thải không qua xử lí của các nhà hàng, dân cư, bệnh viện......
Các chất dùng trong nông nghiệp như phân bón, thuốc trừ sâu, diệt cỏ...
nước bị ô nhiễm ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng nước sinh hoạt, tới sức khỏe và gây ra nhiều bệnh cho con người
cách khắc phục là xử lí nước thải trước khi đổ ra môi trường
Thành phần và cấu trúc của phân tử nước
Nước là hợp chất rất bền, tồn tại ở 3 thể: rắn, lỏng, hơi.
CTĐG của nước là H2O
Do cấu trúc không đối xứng nên nước là phân tử có cực
Một số tính chất và hằng số vật lí quan trọng của nước
là chất lỏng trong suốt không màu, không mùi., không vị, có tính vật lí bất thường khác với tất cả các chất khác
khối lượng riêng lớn nhất ở nhiệt độ 4 độ C là 1g/cm3
nhiệt độ nóng chảy của nước là 0 độ C và nhiệt độ sôi là 100 độ C ở áp suất 1atm
Nhiệt hóa hơi của nước ở các điều kiện chuẩn là 2250 j/g lớn hơn các chất khác nen nước có thể sử dụng rộng rãi trong các quá trình truyền nhiệt
Nhiệt độ nóng chảy ở 0 độ C là 333 j/g
nhiệt dung riêng 4,18 j/g cao hơn nhiệt dung của các chất khác( trừ amoniac) nên nước có thể ổn định nhiệt độ và điều hòa khí hậu ở các vùng địa lí khác trên TĐ
Nước có hằng số điện môi là 81, chiết suất là 1,33., là dung môi quan trọng hòa tan nhiều chất
Về phương diện hóa học, nước là hợp chất rất có khả năng phản ứng
Thủy ngân và các kim loại quý không tác dụng với nước.
Nước còn tham gia các phản ứng hidrat hóa và các phản ứng thủy phân.
Vai trò và đặc điểm của khí quyển, ánh sáng, âm thanh.
Ánh sáng
Một số tính chất cơ bản của ánh sáng
Có bản chất là sóng điện từ
Ánh sáng nhìn thấy có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,40µm đến 0,70µm
Nó chiếm một dải hẹp trong thang sóng điện từ.
Sắp xếp theo bước sóng tăng dần: Tia gamma (ɣ), tia Rơn ghen, Tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, sóng vô tuyến điện
Vật tự phát ra ánh sáng gọi là nguồn sáng.
Các vật sáng bao gồm nguồn sáng và vật được chiếu sáng.
Các định luật của quang hình học
Định luật phản xạ ánh sáng
Định luật khúc xạ ánh sáng
Định luật truyền thẳng của ánh sáng:
Khí quyển
Vai trò
Là lớp không khí bao quanh bề mặt TĐ
Duy trì và bảo vệ sự sống trên TĐ, ngăn chặn những độc hại của tia tử ngoại, những tia phóng xạ từ vũ trụ đến TĐ.
Giữ nhiệt độ trên TĐ luôn luôn ổn định, cũng là nơi cung cấp oxi, khí cacbonic, hợp chất chứa nito, hơi nước... rất cần cho sự sống con người, động vật, thực vật.
Mỗi tầng của khí quyển đặc trưng bởi nhiệt độ và áp suất với những đặc điểm riêng biệt của những hiện tượng vật lí, hóa học...
Âm thanh
Độ cao của âm, âm sắc, độ to của âm liên quan đến sự cảm thụ âm của con người
Rất cần cho cuộc sống con người
Các vật dao động ( rung động) phát ra sóng âm
Tuy nhiên, mức độ cường độ âm lớn sẽ làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người, gây mệt mỏi, giảm thính lực ảnh hưởng xấu đến hệ thần kinh.
Nhận biết một số kim loại thông dụng
Đồng
là kim loại màu đỏ, đồng tinh khiết tương đối mềm, dễ kéo dài và dát mỏng
là kim loại kém hoạt động, phản ứng với oxi trong không khí yếu, bị oxi hóa hoàn toàn khi bị đốt nóng
clo không phản ứng với Cu ở nhiêt độ thường, khi có hơi nước thì phản ứng xảy ra khá mạnh
tan trong H2SO4 đặc nóng, tan trong HNO3 đặc nguội
Nhôm
là kim loại nhẹ, có màu trắng bạc
ở nhiệt độ thường nhôm rất dẻo, dễ kéo thành sợi và dát mỏng thành lá
dẫn điện, rất nhiệt tốt
là kim loại hoạt động mạnh nhưng trong không khí nó tương đối bền vì bề mặt của nó được phủ một lớp oxit mỏng và bền
tan tốt trong H2SO4 và HCl, HNO3 loãng nguội thụ động hóa Al nhưng đun nóng thì tan tạo ra khí
Al2O3 và Al(OH)3 có tính lưỡng tính
nhôm dễ dàng lấy oxi, halogen ở oxit và muối của kim loại khác
Dùng nhôm để khử oxit kim loại để điều chế kim loại được gọi là pp nhiệt nhôm
hh bột mịn của nhôm và Fe được gọi là tecmit
Sắt
có tính dẻo, tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, dễ dàng bị từ hóa và bị khử từ
Có độ tinh khiết cao, tương đối bền trong không khí( nếu chứa nhiều tạp chất sẽ bị gỉ nhanh trong không khí)
là kim loại có màu trắng bạc, nóng chảy ở nhiệt độ 1539 độ C
Dễ tan trong axit clohidric, axit sunfuric loãng, tan tốt tron axit nitric loãng.
Ở nhiệt độ thường, sắt không tan rong axit sunfuric đặc, khi nóng sẽ phản ứng thì tiến hành cho thoát ra khi SO2
Ở điều kiện thường, sắt không tác dụng với nước, nhưng vì nước có oxi
Sắt đẩy được nhiều kim loại đứng sau nó trong dãy điện thế ra khỏi muối.
Vật liệu và đồ dùng dân dụng phục vụ sinh hoạt không phải dạng sắt nguyên chất mà ở dạng hợp kim với các bon và các phụ gia khác, đó là gang hoặc thép.
Một số chất khí trong khí quyển
Oxi
Trạng thái tự nhiên
Là nguyên tố phổ biến nhất cấu tạo nên vo TĐ
Chiếm khoảng 23% về khối lượng, trong nước 89%, trong các thành phần của nhiều chất hữu cơ có nguồn gốc thực vật và động vật.
Không có oxi thì người và động vật không thể sống được
Không có oxi thì cũng không có sự cháy
Một số tính chất cơ bản
Ở điều kiện thường, oxi là chất không màu, không mùi, tan ít trong nước và trong các dung môi khác. 1 lít oxi nặng 1,428g
Ở áp suất khí quyển, oxi hóa lỏng ở -183%, hóa rắn ở -219%
Ở trang thái rắn và lỏng oxi có màu xanh da trời.
Oxi nặng hơn không khí 1,106 lần
Oxi tác dụng với tất cả các kim loại ( trừ 1 số kim loại quý) tạo thành các oxit.
Oxi tác dụng với tất cả các phi kim (trừ halogen) tạo thành oxit axit hoặc axit không tạo muối.
Oxi nguyên tử hoạt động hơn oxi phân tử. T/c này được sử dụng để tẩy trắng những vật liệu khác nhau (dễ phá hủy màu của các chất hữu cơ). Oxi phân tử có thể tồn tại dưới dạng oxi (O2) và ozon (O3).
Được sử dụng rộng rãi trong kĩ thuật:
Dùng để tăng cường quá trình oxi hóa trong CNHH và CN luyện kim.
Oxi tinh khiết được dùng trong y học, trong các bình dưỡng khí khi làm việc dưới nước, dưới hầm mỏ.
Làm chất oxi hóa của nhiên liệu tên lửa.
Nito
Trạng thái tự nhiên
Nito tự do chiếm 78,16% thể tích không khí
Trong đất có chứa 1 lượng nito đáng kể dưới dạng muối tan
Ở trạng thái liên kết, nito có trong natri nitrat hay diêm tiêu, tìm thấy nhiều mỏ ở Chi Lê.
Nito tham gia vào cấu tạo các hợp chất dưới dạng phân đạm cung cấp cho đất để nuôi sống cây trồng.
1 số tính chất cơ bản
Nito không cháy và không duy trì sự cháy như oxi
Hòa tan trong nước rất ít
Là chất khi không màu, không mùi, không vị, hóa lỏng ở -195,8 độ C, hóa rắn ở nhiệt độ -209,86 độ C
Ở nhiệt độ thường, nito là 1 chất khí rất trơ
Ở nhiệt độ cao: tính hđ của nito tăng lên đáng kể, kết hợp với 1 số kim loại và 1 số ít hợp chất
Ở nhiệt độ hồ quang điện nito kết hợp với oxi
Khi có chất xúc tác, nito tác dụng với hidro ở nhiệt độ cao và áp suất cao.
Hidro
Trạng thái tự nhiên
Hầu hết có trong thành phần của nước( khoảng 11% về số lượng) và trong thành phần của nhiều khoáng chất đá, cũng như có trong tất cả các hợp chất hữu cơ
Có 1 lượng nhỏ ( khoảng 0,00005%) ở trạng thái tự do trong tầng cao của khí quyển và trong một số khí đốt tự nhiên
Là nguyên tử nhẹ nhất trong tất cả các nguyên tố
Hàm lượng của hidro trong vỏ TĐ gần bằng 1% về khối lượng và 17% về tổng số nguyên tử
Một số tính chất cơ bản
Ở điều kiện thường, hidro là chất khí không màu, không mùi.
Nhẹ hơn không khí 14,5 lần, tan rất ít trong nước (100 Vnước hòa tan được 2 Vhidro.
Dễ dàng khuếch tán qua màng xốp và thậm chí qua cả màng kim loại đốt nóng.
Có độ dẫn nhiệt lớn hơn không khí.
Có thể tương tác hầu hết với các nguyên tố phi kim: oxi, clo, lưu huỳnh, nito...Tùy thuộc vào hoạt tính của phi kim mà phản ứng diễn ra với tốc độ khác nhau.
Trạng thái tự do của hidro tồn tại dưới dạng phân tử H2 gồm 2 nguyên tử.
Có 3 đồng vị: proti, đơteri và triti
Ở nhiệt độ thường, kém hđ về mặt hóa học.
Ở nhiệt độ cao, tan tốt trong nhiều kim loại (niken, platin, paladi).
Hidro cháy trong khí quyển clo. Brom, iot phản ứng với hidro rất chậm.
Oxi và clo tạo với hidro thành hỗn hợp nổ
Hidro có thể lấy oxi hoặc halogen từ nhiều hợp chất của kim loại và phi kim (trong trường hợp này nó là chất khó khử và được dùng để điều chế kim loại tự do và xảy ra ở nhiệt độ cao)
Kim loại càng hoạt đồng thì oxit hay clorua của nó càng phản ứng với hidro
Đa số phi kim tương tác được với hidro hoặc ở nhiệt độ cao (lưu huỳnh, selen), hoặc ở nhiệt độ cao có áp suất (nito), hoặc có chất xúc tác
Hidro nguyên tử hđ hơn hidro phân tử
Hidro nguyên tử có thể khử nhiều kim loại từ muối của chúng trong dung dịch nước.
Khí cacbonic
Là khí không màu, không mùi và có vị hơi chua, dễ hóa lỏng và dễ hóa rắn, dễ hòa tan trong nước
Rất bền với nhiệt, ở nhiệt độ cao mới phân hủy
Là thành phần không khí quan trọng đối với sự sống trên TĐ
Không cháy và không duy trì sự cháy ( thực tế: dùng để chữa cháy)
Cacbon đioxit là 1 khí gọi là khí cacbonic, chiếm 1 lượng rất nhỏ trong khí quyển
Trong công nghiệp hóa học, CO2 được dùng để sản xuất soda, ure...
Là nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính.
Thủy tinh, đồ gốm và vật liệu thông dụng khác
Đồ gốm
nguyên liệu là đất sét và cao lanh
đất sét tự nhiên có thành phần chủ yếu llaf caolinit, montmorilonit và galoazit và các tạp chất như cát, oxit sắt
cao lanh tinh khiết có màu trắng sờ thấy mịn
các sản phẩm như gạch, ngói, đồ sành, đồ sứ
là sản phẩm đất nung
gạch và ngói
gạch chịu nhiệt ít nhất 1600độ C được gọi là gạch sa mốt
gạch sa mốt được dùng để lót lò xây lò cho nồi hơi
đồ sành
được làm từ đất sét và nung ở nhiệt độ cao khoảng 1200- 1300 độ C
sành là vật liệu cứng thường có màu xám vàng hoặc nâu , rất bền đối với hóa chất
sành được sản xuất ra các bình lọ, chum, vại, hũ dùng trong gia đình và 1 số vật liệu xây dựng như các bình chứ và ống dẫn dùng tromg xây dựng
đồ sứ
gốm dân dụng và gốm kĩ thuật
gốm dân dụng: gốm thông thường như gạch ngói sành sứ,... dùng vào việc xây cất nhà cửa, các công trình xây dựng
gốm kĩ thuật: vật liệu có những đặc tính khác như chịu nhiệt cao, chịu ăn mòn, chịu mài mòn, không bị biến dạng khi nén
nhược điểm là giòn
Xi măng
là hỗn hợp canxi aluminat và những silicat của canxi
xi măng pooc lăng là loại xi măng quen thuộc nhất
là vật liệu vô cùng quan trọng trong xây dựng nhà cửa, công trình, cầu cống,...
Thủy tinh
Là chất vô định hình, khi đun nóng, nó mềm dần rồi mới nóng chảy bị dun dịch kiềm an mòm mạnh. Để tăng tính chịu nhiệt và tính bền hóa học người ta giảm bớt lượng kim loại kiềm và kiềm phổ trong thủy tinh thay bo và nhôm vào
ở nhiệt độ thường, thùy tinh là chất rắn không mùi trong suốt, rất cứng, nhưng giòn, dễ vợ, dẫn nhiệt kém
thay natri ở trong thủy tinh loại thường bằng kali, sẽ được thủy tinh kali có nhiệt độ hóa mềm và nhiệt độ nóng chảy cao hơn . Loại thủy tinh này dùng để làm những dụng cụ trong phòng thí nghiệm như ống thử,cốc, bình cầu,...
thay canxi ở trong thủy tinh kali bằng chì sẽ được thủy tinh chì trong suốt và dễ nóng chảy hơn gọi là thủy tinh pha lê
thủy tinh không bền với nước ,
Các nguồn năng lượng
Năng lượng điện
NL điện là sự biến đổi từ các dạng năng lượng khác nhờ tiến bộ khoa học như cơ năng, hóa năng, NL mặt trời, NL hóa thạch...
Được sử dụng rộng rãi trong mọi hoạt động đời sống và trong các lĩnh vực khoa học, kĩ thuật, công nghiệp, thông tin...
Điện là một nhu cầu không thể thiếu đối với mỗi con người, mỗi nhà, mỗi quốc gia
Năng lượng của chất đốt
Là nguồn năng lượng có sẵn, dễ kiếm, rẻ tiền như: củi, gỗ, rơm, rạ... được sử dụng rộng rãi và từ lâu đời.
Thường dùng để đun nấu, chủ yếu trong sinh hoạt gia đình ở các vùng nông thôn.
Người ta còn sử dụng năng lượng dạng hóa thạch: dầu mỏ, khí hóa lỏng chạy xe máy, oto, máy bay.
Than đá, than cốc dùng trong các nhà máy nhiệt điện, trong các lò luyện gang thép.
Về môi trường, khí chảy thải ra sinh ra ô nhiễm, độc hại.
Năng lượng
Tồn tại dưới dạng than, củi, gỗ, rơm, rạ, bức xạ mặt trời, hạt nhân, năng lượng sinh học, nước chảy, sức gió, vật đang chuyển động...
Các dạng năng lượng này đều có thể biển đổi thành cơ năng, nhiệt năng, điện năng, quang năng và chúng lại có thể chuyển hóa lẫn nhau.
Là 1 đại lượng đặc trưng cho mức độ vận động của vật chất.
Nguồn năng lượng hạt nhân
Phản ứng nhiệt hạch và năng lượng nhiệt hạch:
Nếu cho kết hợp các đồng vị của hidro để tạo thành các hạt nhân heli thì các phản ứng đó tỏa ra năng lượng.
NL nhiệt hạch lớn hơn NL hạt nhân nhiều lần. Tuy nhiên phản ứng kết hợp này rất khó xảy ra vì cần phải có nhiệt độ khoảng 50-100 triệu độ.
Phản ứng phân hạch- phản ứng dây chuyền
Là hiện tượng 1 hạt nhân (loại rất nặng) hấp thu 1 nơtron rồi vỡ thành 2 hạt nhân trung bình.
Sử dụng NL từ phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch.
Các nguồn NL sạch không gây ô nhiễm môi trường
NL mặt trời
Là nguồn NL hầu như vô tận, là nguồn NL của tương lai.
Từ lâu con người đã biết khai thác NL mặt trời để phục vụ cho mình như: sưởi ấm, phơi sấy lương thực, thức ăn...
Đã sử dụng NL mặt trời vào thiết bị đun nước nóng ( biến đổi quang năng thành nhiệt năng), pin mặt trời ( hiệu ứng quang điện)...
NL gió
Là nguồn năng lượng vô tận mà từ lâu con người đã sử dụng trong đời sống.
Người ta đã chế tạo ra các động cơ gió để bơm nước, phát điện...
NL nước chảy
NL nước chảy trên các dòng sông, con suối để làm quay các bánh xe đưa nước lên cao phục vụ trồng trọt và sinh hoạt.
Nước ta đã và đang xây dựng nhiều nhà máy thủy điện lớn, sử dụng NL của các dòng chảy từ các đập làm quay tuabin kéo máy phát điện, sx ra điện năng phục vụ sự nghiệp CNH và HĐH đất nước.
Con người sử dụng để đưa gỗ, nứa, tre và những lâm sản khác theo dòng nước chảy từ nơi này đến nơi khác.
NL thủy triều
Là hiện tượng mực nước ở ven biển, cửa sông lên xuống theo quy luật xác định với chu kì 24h52'.
Nguyên nhân gây ra thủy triều: do lực hấp dẫn của mặt trăng.
Chu kì này đúng bằng khoảng thời gian giữa 2 lần mặt trăng liên tiếp qua kinh tuyến của mỗi nơi.
Đất
T/c vật lí
khả năng giữ nước cao và hút nước nhanh
tạo thành: chất rắn, nước và không khí
Đất sét có hàm lượng chất rắn cao, khả năng giữ nước tốt nhưng hàm lượng không khí thấp.
Đất cát có hàm lượng không khí cao nhưng giữ nước kém
t/c hóa học
Có khả năng giữ chất dinh dưỡng cao, PH trung tính
thiếu chất hữu cơ trong đất là ng.nhân làm đất giữ chất dinh dưỡng kém
Theo độ PH, đất chia thành: đất chua, đất trung tính và đất kiềm
Mùn có khả năng điều chỉnh PH bằng cách hấp thụ axit or kiềm từ ngoài vào
Chức năng
Đỡ cây và giữ gìn, cung cấp chất dinh dưỡng, nước và không khí cho cây tạo điều kiện thuận lợi cho cây sinh trưởng và phát triển
Đất có kết cấu tốt, có độ ẩm tối ưu, giàu chất dinh dưỡng và hđ sinh học cao
}
Nguồn năng lượng này đang cạn kiệt do nhu cầu tiêu thụ năng lượng ngày càng cao.
Đất phèn
Đất pha cát