Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
vật chất và năng lượng - Coggle Diagram
vật chất và năng lượng
nước và tầm quan trọng của nước
cấu trúc của phân tử nước
công thức đơn giản nhất của nước là H2O
tính chất vật lý
nước là một chất lỏng trong suốt, không màu, không mùi, không vị. Lớp nước sâu có màu xanh
khối lượng riêng lớn nhất của nước ở nhiệt độ 4°C là 1g/cm³, dưới và trên nhiệt độ này khối lượng riêng của nước nhỏ hơn
nhiệt độ nóng chảy của nước là 0°C và nhiệt độ sôi là 100°C ở áp suất 1 atm
nhiệt hóa hơi của nước ở các điều kiện chuẩn là 2250 j/g
nhiệt nóng chảy ở 0°C là 333 j/g
nhiệt dung riêng 4,18 j/kg.K
nước có hằng số điện môi là 81 và chiết suất 1,33. Nước là dung môi quan trọng có khả năng hòa tan nhiều chất
thành phần của nước tự nhiên
nước tồn tại ở ba thể: thể rấn, thể lỏng, thể hơi
nước là hợp chất rất bền
khi đun nóng, nước sôi, biến thành hơi. Hơi nước không bị phân hủy rõ rệt, ngay cả ở nhiệt độ 1000 °C. Khi làm lạnh thì hơi lại biến thành nước
tính chất hóa học
ô nhiễm môi trường nước
hậu quả
ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng nước sinh hoạt, tới sức khỏe và gây ra nhiều bệnh tật cho con người
cách khắc phục
phải xử lý nước thải trước khi xả vào môi trường
nguyên nhân
do các loại nước thải công nghiệp từ các nhà máy hóa chất, nước thải không qua xử lý từ các khu dân cư, nhà hàng, bệnh viện chảy vào các sông, suối, ao, hồ.
các chất dùng trong nông nghiệp như phân bón, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ...mà con người đã phun trên đồng ruộng chưa phân hủy hết bị nước mưa cuốn theo, chảy vào các sông suối và đổ vào đại dương gây ô nhiễm
vai trò và đặc điểm của khí quyển, ánh sáng, âm thanh
khí quyển
Định nghĩa
là lớp không khí bao quanh bề mặt Trái Đất
vai trò
duy trì và bảo vệ sự sống trên Trái Đất
ngăn chặn những độc hại của tia tử ngoại, những tia phóng xạ từ vũ trụ đến Trái Đất
giữ cho nhiệt độ trên Trái Đất luôn luôn ổn định, cũng là nơi cung cấp oxi, khí cacbonic, hợp chất chứa nito, hoi nước...rất cần cho sự sống con người, động vật và thực vật
phân loại
căn cứ về tính không đồng nhất về nhiều mặt như nhiệt độ, áp suất, chiết suất,...khí quyển được chia ra nhiều tằng khác nhau
mỗi tầng được đặc trưng bởi nhiệt độ và áp suất với những đặc điểm riêng biệt của những hiện tượng vật lý, hóa học...
ô nhiễm không khí đang là vấn đề nghiêm trọng do hàng năm, con người thải vào khí quyển khoảng vài trăm triệu tấn bụi
ánh sáng
một số tính chất cơ bản của ánh sáng
ánh sáng có bản chất là sóng điện từ
ánh sáng nhìn thấy có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,4μm đến 0,7μm
sắp xếp theo thứ tự bước sóng tăng dần thì sóng điện từ có các loại sau:
ánh sáng nhìn thấy
do các vật bị nung nóng phát ra
tia hồng ngoại
là những bức xạ không nhìn thấy có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ (0,75μm)
do các vật bị nung nóng phát ra
tia tử ngoại
là bức xạ không nhìn thấy có bước sóng ngắn hơn bước sóng ánh sáng tím (0,4μm)
do các vật bị nung nóng phát ra
tia Rơn ghen
tia gamma ( γ)
sóng vô tuyến điện
các định luật của quang hình học
định luật phản xạ ánh sáng
tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới và góc phản xạ bầng góc tới
định luật khúc xạ ánh sáng
tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và tỉ số giữa góc sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là một đại lượng không đổi đối với hai môi trường nước đã cho trước
định luật truyền thẳng của ánh sáng
trong một môi trường trong suốt, đồng tính ánh sáng truyền theo đường thẳng
giải thích hiện tượng : sự xuất hiện bóng đen, bóng mờ, nhật thực, nguyệt thực,...
vai trò
giúp cho con người và động vật nhìn thấy mọi vật xung quanh
giúp thực vật tổng hợp nên chất sống
gây ra các hiện tượng quang hóa, hiện tượng quang điện và các hiện tượng khác được ứng dụng trong khoa học và kĩ thuật
âm thanh
sóng âm truyền được trong chất khí, chất lỏng và chất rắn với vận tốc khác nhau(khong truyền được trong chân không)
những vật liêu như bông, nhung, xốp truyền âm kém
các vật dao động (rung động) phát ra sóng âm
với con người
tai con người cảm thụ dao động âm có tần số từ 16Hz đến khoảng 20000Hz
độ cao của âm, âm sắc, độ tổ của âm liên quan đến sự cảm thụ âm của con người
âm thanh rất cần cho cuộc sống con người
mức 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
một số chất khí trong khí quyển
nitơ
trạng thái tự nhiên
nitơ tự do chiếm 78,16% thể tích không khí
ở trạng thái liên kết, nitơ có trong natrit nitrat hay diêm tiêu (NaNO3)
trong đất có lượng đáng kể dưới dạng các muối tan
không khí là nguồn cung cấp nitơ lớn nhất
nitơ tham gia vào cấu tạo các hợp chất dưới dạng phân đạm cung cấp cho đất để nuôi sống cây trồng
một số tính chất cơ bản
tính chất vật lý
hóa lỏng ở 195,8°C, hóa rắn ở nhiệt độ -209,86°C
một lít nước ở 0°C hòa tan 0,23 lít khí nitơ
nitơ là chất không màu, không mùi, không vị
nitơ không cháy và không duy trì sự cháy như ôxi
ở nhiệt độ thường, nitơ là một chất khí rất trơ
tính chất hóa học
ở nhiệt độ cao nitơ kết hợp với một số kim loại và một số ít hợp chất
khi có xúc tác, nitơ tác dụng với hiđrô ở nhiệt độ cao và áp suất cao
ở nhiệt độ hồ quang điện nitơ kết hợp được với ôxi
hiđrô
trạng thái tự nhiên
hiđrô là nguyên tử nhẹ nhất trong tất cả các nguyên tố
hầu hết hiđrô trên Trái Đất có trong thành phần của nước (khoảng 11% về khối lượng) và trong thành phần của nhiều chất khoáng đá, cũng như có trong tất cả các hợp chất hữu cơ
hàm lượng của hiđrô trong vỏ Trái Đất gần bằng 1% về khối lượng và 17% về số tổng số nguyên tử
có một lượng nhỏ hiđrô (khoảng 0,00005%) ở trạng thái tự do trong tầm cao của khí quyển và trong một số khí đốt thiên nhiên
một số tính chất cơ bản
tính chất vật lý
ở điều kiện thường, hiđrô là chất khí không màu, không mùi
nhẹ hơn không khí 14,5 lần, tan ít trong nước
hóa lỏng ở nhiệt độ -235°C và áp suất khí quyển, hóa rắn ở -259°C
dễ dàng khếch tán qua màng xốp và thậm chí qua cả màng kim loại đốt nóng
khí hiđrô có độ dẫn nhiệt lớn hơn không khí
tính chất hóa học
hiđrô có thể tương tác hầu hết với các nguyên tố phi kim: ôxi, clo, lưu huỳnh, nitơ,...
tùy thuộc vào hoạt tính của phi kim mà phản ứng diễn ra với tốc độ khác nhau
ở nhiệt độ cao hiđrô tan tốt trong nhiều kim loại (niken, platin, palađi)
trạng thái tự do của hiđrô tồn tại dưới dạng phân tử H2 gồm hai nguyên tử
ôxi
trạng thái tự nhiên
trong khí quyển ôxi chiếm khoảng 23% về khối lượng, trong nước 98%, trong các thành phần của nhiều chất hữu cơ có nguồn gốc thực vật và động vật
không có ôxi thì người và động vật không thể sống được
ôxi là nguyên tố phổ biến nhất cấu tạo nên vỏ Trái Đất
không có ôxi thì không có sự cháy
một số tính chất cơ bản
tính chất hóa học
ôxi tác dụng với tất cả các kim loại (trừ một số kim loại quý) tạo thành các ôxit
ôxi tác dụng với tất cả các phi kim (trừ halogen) tạo thành ôxit axit hoặc axit không tạo muối
ứng dụng
ôxi được dùng để tẩy trắng những vật liệu khác nhau (dễ phá hủy màu của các chất hữu cơ)
ôxi được sử dụng rộng rãi trong kĩ thuật
ôxi được dùng để tăng cường quá trình ôxi hóa trong công nghiệp hóa học và công nghiệp luyện kim
ôxi tinh khiết được dùng trong y học, trong các bình dưỡng khí khi làm việc dưới nước, dưới hầm mỏ...
ôxi tinh khiết dùng làm chất ôxi hóa của nhiên liệu tên lửa
tính chất vật lý
ở áp suất khí quyển, ôxi hóa lỏng ở -183°C, hóa rắn ở -219°C
ở trạng thái rắn và lỏng, ôxi có màu xanh da trời
ở điều kiện thường, ôxi là chất khí không màu, không mùi, tan ít trong nước và trong các dung môi khác
ở nhiệt độ thường, một lít ôxi nặng 1,428g
ôxi nặng hơn không khí 1,106 lần
ôxi phân tử có thể tồn tại dưới dạng ôxi 9(O2) và ôzôn (O3)
ôxi nguyên tử hoạt động hơn ôxi phân tử
quá trình ôxi hóa xảy ra trong ôxi mạnh hơn trong không khí
khí cacbonic
trạng thái tự nhiên
cacbon điôxit là một khí gọi là khí cacsbonic, chiếm một lượng nhỏ trong khí quyển nhưng nó là thành phần không khí quan trọng đối với sự sống trên Trái Đất
ứng dụng
để chữa cháy
trong công nghiệp hóa học, CO2 được dùng để sản xuất sôđa, urê....
một số tính chất cơ bản
tính chất vật lý
khí cacsbonic không màu, có mùi và vị hơi chua
dễ hóa lỏng và dễ hóa rắn, dễ hòa tan trong nước
cácbon điôxit rất bền với nhiệt, ở nhiệt độ cao mới phân hủy
khí cacbonic không cháy và không duy trì sự cháy
tính chất hóa học
tan trong nước tạo thành axit cacbonic (là một điaxit rất yếu)
tác dụng với ôxit bazơ tạo thành muối
tác dụng với dung dịch bazơ tạo thành muối và nước
một số kim loại thông dụng
đồng
tính chất vật lý
nóng chảy ở nhiệt độ 1083°C, sôi ở 2877°C
đồng tinh khiết tương đối mềm, dễ kéo dài và dát mỏng
đồng là kim loại màu đỏ
các tạp chất làm tăng độ cứng của đồng
đồng có độ dẫn điện và dẫn nhiệt rất cao (điện trở suất 1,7.10^-8 Ω.m)
các tạp chất asen và antimon làm giảm rất nhiều tính dẫn điện của đồng
đồng tạo thành những hợp kim khác nhau
tính chất hóa học
ở nhiệt độ thường nó phản ứng với ôxi của không khí rất yếu
đồng bị ôxi hóa hoàn toàn khi bị đốt nóng
ở nhiệt độ thường, clo khô không phản ứng với đồng, khi có hơi nước thì phản ứng xảy ra khá mạnh
khi đốt nóng đồng phản ứng khá mạnh với lưu huỳnh
đồng chỉ tan ra trong axit sunfuric đặc khi đun nóng và tan trong axit nitric nguội
nhôm
tính chất hóa học
nếu sơị dây nhôm được cạo sạch lớp ooxxit bảo vệ, thì nhôm phản ứng mãnh liệt với ôxi và hơi nước của không khí, chuyển thành khối xốp nhôm hiđrô
nhôm tan tốt trong axit sunfuric và axit clohiđric loãng
axit nitric loãng và nguội thụ động hóa nhôm, nhưng khi đun nóng nhôm tan trong nó, giải phóng ra nitơ mono ôxit, đinitơ ôxit, nitơ tự do hay amoniac
nhôm dễ dàng tan trong dung dịch kiềm, trừ amoni hiđrôxit
nhôm dễ dàng lấy ôxi, halogen ở ôxit và muối của các kim loại khác
phản ứng phát ra một lượng nhiệt lớn
ứng dụng
quá trình dùng nhôm khử ôxit kim loại để điều chế kim loại của chúng được gọi là phương pháp nhiệt nhôm
phương pháp nhiệt nhôm được dùng để điều chế một số kim loại hiếm, là những kim loại tạo thành hợp chất bền với ôxi (niobi, tantan, molipden, vonfram...)
hỗn hợp bột mịn của nhôm và quặng sắt từ gọi là tecmit
sau khi đốt cháy tecmit bằng mồi lửa, phản ứng tự xảy ra và nhiệt độ của hỗn hợp lên đến 3500°C
phản ứng này được dùng để hàn ngay tại chỗ những chi tiết bằng sắt
ở nhiệt độ này sắt ở trạng thái nóng chảy
tính chất vật lý
nhôm là kim loại nhẹ, có màu trắng bạc
nóng chảy ở 650°C, sôi ở nhiệt độ 2467°C
khối lượng riêng 2,7g/cm³, nhiệt dung riêng 0,90j/gk
ở nhiệt độ thường nhôm rất dẻo, dễ kéo thành sợi và dát mỏng thành lá
có thể chế tạo được lá nhôm mỏng hơn 0,01 mm (dùng để gói bánh kẹo)
nhôm dẫn nhiệt và dẫn điện rất tốt (điện trở suất 2,5.10^-6Ω.m)
hợp kim nhôm với các kim loại khác rất nhẹ và bền
sắt
tính chất hóa học
ở nhiệt độ thường, sắt không tan trong axit đặc, còn khi nóng thì phản ứng tiến hành cho thoát ra khí SO2
ở điều kiện thường, sắt không tác dụng với nước, nhưng vì trong nước có ôxi, nên sắt chứa nhiều tạp chất sẽ bị ăn mòn dần khi tiếp xúc lâu với nước
sắt dễ tan trong axit clohiđric, axit sunfuric loãng, tan tốt trong axit nitric loãng
sắt đẩy được nhiều kim loại đứng sau nó tron dãy điện thế ra khỏi muối
sắt có độ tinh khiết cao tương đối bền trong không khí, còn sắt thường chứa nhiều tạp chất sẽ bị gỉ nhanh trong không khí ẩm (bị ăn mòn)
ứng dụng
được sử dụng trong các máy phát điện, động cơ điện và nam châm điện
những vật liệu và đồ dùng dân dụng phục vụ sinh hoạt không phải dạng sắt nguyên chất mà ở dạng hợp kim với cácbon và các phụ gia khác, đó là gang và thép
tính chất vật lý
khối lượng riêng 7,8g/cm³
hệ số dãn nở 11.10^ -6 k^-1
nóng chảy ở nhiệt độ 1539°C
điện trở suất (ở 20°C) 9.10^-6 Ω.m
sắt nguyên chất là kim loại có màu trấng bạc
có tính dẻo và tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, dễ dàng bị từ hóa và bị khử từ
thủy tinh, đồ gốm và vật liệu thông dụng khác
đồ gốm
gốm là những sản phẩm đất nung
đồ sứ
được làm từ cao lanh, phenspat và thạch anh
công dụng
gốm dân dụng
gạch, ngói, sành sứ...để xây nhà cửa, công trình xây dựng, đồ dùn hàng ngày: bát chén,....
gốm kĩ thuật
là những vật liêu có những đặc tính khác: chịu nhiệt cao, chịu ăn mòn, mài mòn, không bị biến dạng khi nén
dùng để thay thế kim loại trong máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ
đồ sành
sành là vật liệu cứng, thường có màu xám, vàng hoặc nâu, ngoài là lớp tráng men rất mỏng
làm đồ vật dùng trong gia đình
được làm từ đất sét và nung ở nhiệt độ cao
gạch và ngói
được làm từ đất sét loại thường trộn với một ít cát nhào kĩ với nước đem nặn, ép khuôn, phơi khô, rồi đem nung
nguyên liệu chủ yếu để làm đồ gốm là đất sét và cao lanh
đất sét tự nhiên có thành phần chủ yếu là caolinit, montmorilonit và galoazit và các tạp chất như cát, ôxi sắt...
cao lanh tinh khiết có màu trắng, sờ thấy mịn
quá trình sản xuất đồ gốm
xi măng
xi măng Pooclăng
thành phẩm của nó ở dạng bột mịn màu lục xám
là sản phẩm thu được khi nung đá vôi, đất sét có nhiều SiO2 và một ít quặng sắt
nghiền nhỏ các nguyên liệu và trộn với nhau rất kĩ rồi nung ở nhiệt độ cao trong lò quay hiện đại
khi dùng xi măng để làm chất kết dính trong xây dựng người ta trộn xi măng với cát và nước
hỗn hợp phản ứng kết tủa dưới dạng vi tinh thể kết nối và gắn chặt với nhau và đông cứng lại
xi măng là hỗn hợp canxi aluminat và những silicat của canxi
xi măng là vật liệu vô cùng quan trọng trong xây dựng nhà cửa, công trình, cầu cống,...
thủy tinh
được sử dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày ở các lĩnh vực: xây dựng, công nghiệp, khoa học kĩ thuật,...
thành phần chính gồm Na2O.CaO.6SiO2
tính chất vật lý
là một chất rắn không màu, không mùi
rất cứng nhưng giòn, dễ vỡ
không thấm các chất lỏng khác
dẫn nhiệt kém
là chất "vô định hình", khi đun nóng mềm dần rồi nóng chảy
các nguồn năng lượng
các nguồn năng lượng
năng lượng điện
nguồn năng lượng hạt nhân
năng lượng của chất đốt
các nguồn năng lượng sạch (không gây ô nhiễm môi trường)
năng lượng gió
con người đã chế tạo ra các động cơ gió để bơm nước, phát điện ....
gió là nguồn năng lượng vô tận mà mà từ lâu con người đã sử dụng trong đời sống
năng lượng nước chảy
làm quay các bánh xe đưa nước lên cao phục vụ trồng trọt và sinh hoạt
xây dựng nhà máy thủy điện
sử dụng để cưa gỗ, tre, nứa và những lâm sản khác theo dòng chảy từ nơi này đến nơi khác
năng lượng mặt trời
là nguồn năng lượng hầu như vô tận, có thể nói đó là nguồn năng lượng của tương lai
con người đã biết khai thác nguồn năng lượng này để phục vụ cho mình như sưởi ấm, phơi sấy lương thực, thức ăn,…
Người ta sử dụng năng lượng mặt trời vào thiết bị đun nước nóng (biến đổi quang năng thành nhiệt năng), pin mặt trời (hiệu ứng quang điện)…
năng lượng thủy triều
chu kì này đúng bằng khoảng thời gian giữa hai lần Mặt Trăng liên tiếp qua kinh tuyến trên của mỗi nơi
nguyên nhân chủ yếu gây ra thủy triều trước hết là do lực hấp dẫn của Mặt Trăng
thủy triều là hiện tượng mực nước ở ven biển, cửa sông lên xuống theo quy luật xác định với chu kì 24h52ph
năng lượng
Tất cả các dạng cụ thể của vật chất vận động đều có năng lượng
. Một vật ở trạng thái nhất định thì có một năng lượng xác định
là một đại lượng đặc trưng cho mức độ vận động của vật chất
Các dạng năng lượng này đều có thể biến đổi thành cơ năng, nhiệt năng, điện năng, quang năng và chúng lại có thể chuyển hóa lẫn nhau.
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…