Cập nhật thông tin chi tiết về Vật Lí Cơ Học Chất Lưu mới nhất trên website Tvzoneplus.com. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.
Áp suất.Đặc điểm của chất lưu.Áp suất.Nguyên nhân tạo ra áp suất.ĐỊNH LUẬT PASCAL.ĐỊNH LUẬT ARCHIMEDES.PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC CỦA CHẤT LỎNG.Chất lỏng lý tưởng.Phương trình lien tục.PHƯƠNG TRÌNH BERNOULLI.LỰC NỘI MA SÁT.Lực nội ma sát.Các dạng chảy của chất lưu thực.Chuyển động thành lớp của chất lưu thực.Số Reynolds.LỰC KHÍ ĐỘNG HỌC.Lực cản chuyển động do ma sát.Lực cản chuyển động do áp suất.LỰC NÂNG.Lực tác dụng và hình trụ quay – Hiệu ứng Magnus.Lực nâng cánh máy bay.
Bài làm:I ÁP SUẤTÐặc điểm của chất lưuChất lưu gồm chất lỏng và khí giống như các môi trường liên tục được cấu tạo từ nhiều chất điểm gọi là hệ chất điểm. Khác với vật rắn, các phân tử của chất lưu có thể chuyển động hỗn loạn bên trong khối chất lưu điều này giải thích tại sao chất lưu luôn có hình dạng thay đổi mà không phải cố định như vật rắn.Chất khí khác với chất lỏng bởi vì thể tích của một khối khí biến đổi không ngừng. Ở điều kiện bình thường, các phân tử của chất lỏng luôn giữ khoảng cách trung bình cố định ngay cả trong quá trình chuyển động hỗn loạn vì vậy chất lỏng được xem là không chịu nén dưới tác động của ngoại lực. Trong chất khí, lực đẩy của các phân tử chỉ xuất hiện khi các phân tử bị nén đến một khoảng cách khá nhỏ, cho nên ở điều kiện bình thường chất khí bị nén dễ dàng.Khối lượng riêngTrong môi trường chất lưu liên tục và đồng nhất, khối lượng riêng của chất lưu định nghĩa tương tự khối lượng riêng của vật rắn đó là khối lượng của một đơn vị thể tích chất lưu đó.
Ðối với chất lỏng người ta còn sử dụng khái niệm tỉ trọng:Tỉ trọng của một chất lỏng nào đó là tỉ số của khối lượng riêng chất lỏng đó đối với khối lượng riêng của nước nguyên chất ở cùng một điều kiện nhiệt độ và áp suất. Tỉ trọng là một đại lượng không có đơn vị. 1. Áp lực Khi chúng ta lấy ngón tay khẽ bịt lỗ hở của vòi nước ta cảm thấy áp lực của nước đè lên ngón tay. Khi bơi lội thật sâu trong nước ta cảm thấy tai bị đau, đó cũng là do áp lực của nước đè lên màn nhĩ. Những ví dụ trên chứng tỏ là khi có một vật rắn tiếp xúc với chất lỏng thì các phân tử của chất lỏng sẽ tác dụng lực vào vật rắn tiếp xúc với nó. Lực tác dụng này được phân bố trên toàn bộ diện tích tiếp xúc.Áp suất
3 Nguyên nhân tạo ra áp suất Vì phân tử của chất lưu luôn luôn chuyển động hỗn loạn nên khi nó va chạm vào bề mặt tiếp xúc với vật rắn, nó truyền xung lượng cho vật rắn. Vậy sự biến thiên xung lượng của các phân tử chất lưu là nguyên nhân tạo ra áp lực lên mặt tiếp xúc. II. ÐỊNH LUẬT PASCAL Trạng thái cân bằng của chất lưu Trạng thái cân bằng là trạng thái mà ở đó không có sự chuyển động tương đối giữa các phần khác nhau trong chất lưu với nhau, ở đây ta bỏ qua sự chuyển động hỗn loạn của các phân tử chất lưu. Một ly nước đứng yên trên bàn là một ví dụ về trạng thái cân bằng. Ðịnh luật Pascal Khi chất lưu ở trạng thái cân bằng thì áp suất tại một điểm trong lòng chất lưu là phân bố đều theo mọi phương. Nghĩa là áp suất tại điểm đó phân bố theo mọi phương có độ lớn bằng nhau. Ðể chứng minh ta xét một lăng trụ tam giác vuông rất nhỏ (OABCMN) được tách ra một cách tưởng tượng bên trong lòng chất lỏng Ba cạnh đáy của hình lăng trụ là : OA = x , OB = y và AB
Chiếu hệ thức (8.4) lên phương Oz
Chiếu hệ thức (8.4) lên mặt phẳng Oxy
Tổng của ba véctơ bằng không nên ba véctơ đóï tạo thành một tam giác đồng dạng với tam giác ABO (xem hình 8.2), ta có tỉ số:
Chia mẫu số cho OC ta có thể viết lại (8.6)
Dựa vào định nghĩa áp suất ta suy ra công thức độ lớn: PA=PB =PAB (8.8) Khi khối lăng trụ co lại thành một điểm, áp suất PA, PB, PAB là các áp suất của cùng một điểm bên trong chất lỏng. Mặt khác, vì sự định hướng của khối lăng trụ là tuỳ ý tức là phương của OA, OB, AB có thể chọn bất kỳ nên ta đi đến kết luận là áp suất trong chất lỏng tại một điểm theo mọi phương là như nhau.
Vật Lí Học Và Phương Pháp Khoa Học Vật Lí
Nếu bạn thả rơi chiếc giày của bạn và một đồng tiền sát bên nhau, chúng sẽ chạm đất cùng một lúc. Tại sao chiếc giày không rơi xuống trước, vì lực hấp dẫn hút nó mạnh hơn mà ? Làm thế nào thủy tinh thể của mắt bạn hoạt động được, và tác dụng cơ mắt của bạn phải nén thủy tinh thể của nó thành những hình dạng khác nhau để hội tụ các vật ở gần hay ở xa ? Đây là những loại câu hỏi mà các nhà vật lí đã cố gắng trả lời về hành vi của ánh sáng và vật chất, hai thứ cấu thành nên vũ trụ.
(1) Khoa học là một chu trình của lí thuyết và thực nghiệm. Các lí thuyết khoa học được đưa ra để giải thích kết quả thí nghiệm tạo ra dưới những điều kiện nhất định. Một lí thuyết thành công cũng sẽ đưa ra những tiên đoán mới về những thí nghiệm mới dưới những điều kiện mới. Tuy vậy, cuối cùng, điều luôn xảy ra là một thí nghiệm mới xuất hiện, cho thấy dưới những điều kiện nhất định, lí thuyết đó không hẳn là một sự gần đúng tốt hay thậm chí không còn giá trị nữa. Quả bóng khi đó được đá trở lại sân của các nhà lí thuyết. Nếu một thí nghiệm không ăn khớp với lí thuyết hiện tại, thì lí thuyết đó phải thay đổi, chứ không phải thí nghiệm.
a/ Khoa học là một chu trình của lí thuyết và thực nghiệm
(2) Lí thuyết phải vừa có tính tiên đoán vừa có tính giải thích. Yêu cầu của sức mạnh dự đoán có nghĩa là một lí thuyết sẽ chỉ có đầy đủ ý nghĩa nếu như nó có khả năng tiên đoán cái gì đó có thể kiểm tra trên cơ sở các phép đo thực nghiệm mà lí thuyết đó không với tới ngay. Nghĩa là, một lí thuyết phải có thể kiểm tra được. Giá trị giải thích có nghĩa là nhiều hiện tượng phải được xem xét đối với vài nguyên lí cơ bản. Nếu bạn trả lời mỗi câu hỏi “tại sao” rằng “bởi vì nó là như thế” thì lí thuyết của bạn không có giá trị giải thích. Sưu tập nhiều số liệu mà không có khả năng tìm ra bất kì nguyên lí nền tảng cơ sở nào thì không phải là khoa học.
(3) Các thí nghiệm phải có thể lặp lại được. Một thí nghiệm sẽ bị xem xét với sự hoài nghi nếu như nó chỉ hoạt động đối với một người, hoặc chỉ hoạt động trong một bộ phận của thế giới. Bất kì ai có kĩ năng và trang thiết bị cần thiết đều có thể thu được kết quả như nhau từ những thí nghiệm như nhau. Điều này ngụ ý rằng nền khoa học vượt qua ranh giới quốc gia và tôn giáo; bạn có thể chắc chắn rằng chẳng có ai đang làm khoa học thật sự khi họ khẳng định công việc của họ là “Aryan, không phải Do Thái,” “mác-xít, không phải tư bản,” hay “Công giáo, không phải vô thần”. Một thí nghiệm không thể tái dựng lại được nếu như nó là bí mật, cho nên khoa học nhất thiết phải là một sự nghiệp chung.
b/ Hình vẽ châm biếm phòng làm việc của một nhà giả kim thuật. H. Cock, vẽ lại theo Peter Brueghel (thế kỉ 16)
Một thí dụ của chu trình lí thuyết và thực nghiệm, một bước tiến cần thiết đến nền hóa học hiện đại là quan sát thực nghiệm cho thấy các nguyên tố hóa học không thể chuyển hóa lẫn nhau, chẳng hạn như chì không thể biến thành vàng. Điều này dẫn tới lí thuyết cho rằng các phản ứng hóa học bao gồm sự sắp xếp lại của các nguyên tố theo những kết hợp khác nhau, không có bất kì sự thay đổi nào ở nhân dạng của bản thân các nguyên tố. Lí thuyết đó hoạt động trong hàng trăm năm, và được xác nhận bằng thực nghiệm trên một phạm vi rộng của áp suất và nhiệt độ và với nhiều kết hợp của các nguyên tố. Chỉ trong thế kỉ 20, chúng ta mới biết rằng một nguyên tố có thể chuyển hóa thành một nguyên tố khác dưới những điều kiện áp suất và nhiệt độ cực cao tồn tại trong quả bom hạt nhân hoặc bên trong một ngôi sao. Quan sát đó không hoàn toàn vô hiệu hóa lí thuyết ban đầu về sự bất biến của các nguyên tố, nhưng nó cho thấy nó chỉ là một sự gần đúng, hợp lí ở điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường.
Một pháp sư lên đồng tham gia nói chuyện với linh hồn người đã mất. Ông nói ông có sức mạnh ma thuật đặc biệt mà người khác không có, nó cho phép ông “liên lạc” thông tin với các linh hồn. Ở đây, phần nào của nguyên tắc khoa học đã bị vi phạm ?
Phương pháp khoa học mô tả ở đây là một sự lí tưởng hóa, và không nên hiểu là một tập hợp thủ tục dùng trong làm khoa học. Các nhà khoa học có nhiều nhược điểm và tính xấu như mọi nhóm người khác, và rất thường xảy ra với các nhà khoa học là cố gắng làm mất uy tín của thí nghiệm của người khác khi kết quả của người ta trái ngược với quan điểm ưa thích của họ. Nền khoa học thành công cũng phải làm việc với sự may mắn, trực giác và sáng tạo nhiều hơn đa số mọi người nhận thấy, và hạn chế của phương pháp khoa học là không hề kiềm chế cá tính và sự tự biểu hiện hơn so với dạng fugue sonata kiềm chế Bach và Haydn. Có một xu hướng gần đây trong số các nhà khoa học xã hội là đi xa hơn nữa và đi tới phủ nhận sự tồn tại của phương pháp khoa học, khẳng định khoa học không gì hơn là một hệ thống xã hội độc đoán xác định ý tưởng nào được chấp nhận dựa trên tiêu chuẩn của nhóm người có chung quyền lợi. Nếu khoa học là một lễ nghi xã hội độc đoán, thì hình như khó mà giải thích được tính hiệu quả của nó trong việc chế tạo các đồ đạc hữu ích như máy bay, máy hát đĩa CD và máy may. Nếu như thuật giả kim và chiêm tinh học không kém tính khoa học hơn trong phương pháp của nó so với hóa học và thiên văn học, thì cái gì khiến cho chúng không tạo ra được cái nào có ích cả ?
Xét xem có hay không có phương pháp khoa học áp dụng trong những thí dụ sau đây. Nếu phương pháp khoa học không được áp dụng, hỏi những người có hoạt động được mô tả có đang tiến hành một hoạt động con người hữu ích hay không, dẫu là một hoạt động phản khoa học ? A. Châm cứu là một kĩ thuật y khoa cổ truyền có nguồn gốc châu Á trong đó những cây kim nhỏ được cắm vào cơ thể con người để làm giảm đau đớn. Nhiều bác sĩ được đào tạo ở phương tây xem châm cứu là không có giá trị nghiên cứu thực nghiệm, vì nếu như nó có tác dụng chữa bệnh, thì những tác dụng đó không thể nào giải thích bằng lí thuyết của họ về hệ thần kinh. Ai là người mang tính khoa học hơn, những người hành nghề phương tây hay phương đông ? B. Goethe, một nhà thơ Đức, ít được biết tới cho lí thuyết của ông về màu sắc. Ông đã xuất bản một cuốn sách về đề tài đó, trong đó ông biện hộ rằng dụng cụ khoa học dùng để đo và định lượng màu sắc, như lăng kính, thấu kính và bộ lọc màu, không thể mang lại cho chúng ta cái nhìn trọn vẹn vào ý nghĩa tối hậu của màu sắc, chẳng hạn cảm giác lạnh gợi lên bởi màu lam và lục, hay tính khoa trường do màu đỏ kích động. Hỏi nghiên cứu của ông có mang tính khoa học không ? C. Một đứa trẻ thắc mắc tại sao mọi vật đều rơi xuống, và một người trưởng thành trả lời “vì hấp dẫn”. Nhà triết học Hi Lạp cổ đại Aristotle giải thích rằng đất đá rơi xuống vì bản chất của chúng tìm lại vị trí tự nhiên của chúng, tiếp giáp với Trái đất. Những lời giải thích này có mang tính khoa học không ? D. Đạo Phật phần nào là một lời giải thích tâm lí học của sự trải nghiệm của con người, và tâm lí học tất nhiên là một khoa học. Đức Phật có thể nói là phải bận rộn trong một chu trình lí thuyết và thực nghiệm, vì ông nghiên cứu bằng cách thử và sai, và cho dẫu muộn trong cuộc đời ông, ông đã yêu cầu các môn đồ thử thách ý tưởng của ông. Phật giáo còn có thể xem là có tính sinh sôi, vì Đức Phật bảo các môn đồ của ông rằng họ có thể tìm sự khai sáng cho chính họ nếu họ tuân theo một khóa nghiên cứu và rèn luyện nhất định. Hỏi Phật giáo có phải là một hoạt động theo đuổi khoa học hay không ? 2. Vật lí là gì ? Cho rằng trong chốc lát, một người thông minh có thể lĩnh hội tất cả các lực mà nhờ đó tự nhiên được cấp thêm sinh khí và vị trí tương ứng của những thứ tạo ra nó… thì không có gì là không chắc chắn, và tương lai cũng như quá khứ sẽ nằm trước mắt nó. Pierre Simon de Laplace
Vật lí là sử dụng phương pháp khoa học để tìm ra các nguyên lí cơ bản chi phối ánh sáng và vật chất, và khám phá ra hệ quả của những định luật này. Một phần của cái phân biệt quan điểm hiện đại với thế giới quan cổ đại là giả định có những quy luật mà nhờ đó các chức năng vũ trụ, và những định luật đó có thể được hiểu ít nhất là phần nào đó bởi con người. Từ kỉ nguyên Lí trí cho đến thế kỉ 19, nhiều nhà khoa học bắt đầu bị thuyết phục rằng các định luật tự nhiên không những có thể hiểu được mà, như Laplace khẳng định, những định luật đó về nguyên tắc còn có thể sử dụng để tiên đoán mọi thứ về tương lai của vũ trụ nếu như có đủ thông tin về trạng thái hiện nay của toàn bộ ánh sáng và vật chất. Trong những phần sau, tôi sẽ mô tả hai loại giới hạn chung trên tiên đoán sử dụng các định luật vật lí, chúng chỉ được ghi nhận trong thế kỉ 20.
Vật chất có thể định nghĩa là thứ gì đó bị tác dụng bởi hấp dẫn, tức là nó có trọng lực hay sẽ có sức nặng nếu nó nằm gần Trái đất hoặc một ngôi sao khác hoặc một hành tinh đủ nặng để tạo ra sức hấp dẫn có thể đo được. Ánh sáng có thể định nghĩa là thứ gì đó có thể truyền từ nơi này sang nơi khác qua không gian trống rỗng và có thể tác dụng lên vật chất, nhưng không có trọng lượng. Ví dụ, ánh sáng Mặt trời có thể tác dụng lên cơ thể bạn bằng cách làm nó nóng lên hay phá hỏng DNA của bạn và làm cho bạn bị ung thư da. Định nghĩa ánh sáng của nhà vật lí bao gồm nhiều hiện tượng phong phú không nhìn thấy với mắt thường, gồm có sóng vô tuyến, vi sóng, tia X và tia gamma. Những đối tượng này là “màu” của ánh sáng không rơi vào ngưỡng hẹp từ-tím-tới-đỏ của cầu vồng mà chúng ta có thể nhìn thấy.
Vào đầu thế kỉ 20, một hiện tượng mới lạ được phát hiện thấy trong ống chân không: các tia bí ẩn có nguồn gốc và bản chất không rõ. Những tia này giống như các tia bắn từ phía sau ống đèn hình ti vi nhà bạn và chạm tới phía trước tạo ra hình ảnh. Các nhà vật lí vào năm 1895 không hề có ý tưởng xem những tia này là cái gì, nên họ đặt tên đơn giản cho chúng là “tia cathode”, theo tên của tiếp xúc điện từ đó chúng phát ra. Một cuộc tranh luận sôi nổi nổ ra, hoàn toàn với ý nghĩa quan niệm, xem những tia này thuộc dạng ánh sáng hay vật chất. Người ta sẽ phải làm gì để giải quyết vấn đề đó ?
Nhiều hiện tượng vật lí bản thân chúng không phải là ánh sáng hay vật chất, mà là tính chất của ánh sáng hay vật chất hoặc tương tác giữa ánh sáng và vật chất. Chẳng hạn, chuyển động là một tính chất của mọi ánh sáng và một số vật chất, nhưng bản thân nó không phải là ánh sáng hay vật chất. Áp suất giữ cho lốp xe đạp căng lên là sự tương tác giữa không khí và lốp xe. Áp suất không thuộc dạng vật chất mà thuộc dạng riêng của nó. Nó là một tính chất của lốp xe cũng như của không khí. Tương tự, tình cảnh chị em và chủ tớ là quan hệ giữa người với người, nhưng không phải là bản thân con người.
Một số thứ dường như không trọng lượng lại thật sự có trọng lượng, và vì thế được xem là vật chất. Không khí có trọng lượng, và vì thế nó là một dạng vật chất, mặc dù 1 inch khối không khí nhẹ hơn cả một hạt cát. Quả bóng helium có trọng lượng, nhưng được giữ cho khỏi rơi xuống bởi lực tác dụng của không khí xung quanh đậm đặc hơn, chúng đẩy nó lên. Các nhà thiên văn trên quỹ đạo xung quanh Trái đất có trọng lượng, và đang rơi theo một đường cong, nhưng họ chuyển động quá nhanh nên cung cong của quỹ đạo rơi của họ đủ rộng để mang họ theo hành trình xung quanh Trái đất có dạng hình tròn. Họ tự cảm thấy mình không có trọng lượng vì tổ hợp không gian đang rơi cùng với họ, và vì thế sàn đỡ không đẩy chân họ lên.
d/ Giản hóa luận
A. Tôi vừa đề nghị thay định nghĩa bình thường của ánh sáng bằng một định nghĩa mang tính kĩ thuật hơn, chính xác hơn bao hàm sự không trọng lượng. Dù vậy, vẫn có khả năng là chất liệu mà một cái bóng đèn tạo ra, thông thường gọi là “ánh sáng”, thật sự có một lượng nhỏ trọng lượng nào đó. Hãy đề xuất một thí nghiệm nhằm đo xem nó có trọng lượng hay không. B. Nhiệt không có trọng lượng (tức là một vật không hề trở nên nặng hơn khi bị nung nóng), và có thể truyền qua căn phòng trống từ bếp lửa tới da của bạn, nơi nó tác động đến bạn qua việc làm nóng bạn. Vậy thì theo định nghĩa của chúng ta, nhiệt có được xem là một dạng ánh sáng hay không ? Tại sao được hay tại sao không ? C. Tương tự, âm thanh có được xem là một dạng ánh sáng hay không ? 3. Học vật lí như thế nào?
Để tránh nghiên cứu mọi thứ cùng một lúc, các nhà khoa học cô lập mọi thứ mà họ đang cố gắng nghiên cứu. Chẳng hạn, một nhà vật lí muốn nghiên cứu chuyển động của một con quay hồi chuyển đang quay sẽ có khả năng thích nó được tách rời khỏi các dao động và dòng không khí xung quanh. Ngay cả trong sinh học, lĩnh vực nghiên cứu cần thiết phải tìm hiểu sự sống liên hệ như thế nào với toàn bộ môi trường của chúng, thật hào hứng lưu ý đến vai trò lịch sử thiết yếu của nghiên cứu của Darwin trên quần đảo Galapagos, nơi tách rời khỏi phần còn lại của thế giới. Bất kì bộ phận nào của vũ trụ được xem là tách rời khỏi phần còn lại có thể gọi là một “hệ”.
Vật lí học đã có những thành công to lớn của nó khi tiến hành quá trình cô lập này để cách li, chia nhỏ vũ trụ thành những phần ngày càng nhỏ hơn. Vật chất có thể chia thành các nguyên tử, và hành vi của từng nguyên tử có thể nghiên cứu được. Các nguyên tử có thể phân chia thành các neutron, proton và electron cấu thành của chúng. Proton và neutron hình như được cấu thành từ các hạt còn nhỏ hơn nữa gọi là quark, và đã có một số khẳng định bằng chứng thực nghiệm các quark có những bộ phận nhỏ hơn bên trong chúng. Phương pháp phân tích các thứ thành những bộ phận càng lúc càng nhỏ hơn và nghiên cứu xem những bộ phận đó tương tác lẫn nhau như thế nào được gọi là sự giản hóa luận. Hi vọng là các quy luật có vẻ phức tạp chi phối những đơn vị lớn có thể được hiểu tốt hơn dưới dạng những quy luật đơn giản hơn chi phối những đơn vị nhỏ hơn. Để đánh giá đúng cái do giản hóa luận mang lại cho khoa học, chỉ cần nghiên cứu một cuốn sách giáo khoa hóa học thời thế kỉ 19. Vào lúc ấy, sự tồn tại của các nguyên tử vẫn còn bị một số người nghi ngờ, các electron thì bị khả nghi là không tồn tại, và hầu như người ta chẳng hiểu những quy luật cơ bản nào chi phối cách thức các nguyên tử tương tác lẫn nhau trong phản ứng hóa học. Học sinh phải ghi nhớ những danh sách dài các hóa chất và phản ứng của chúng, và không có cách nào hiểu được nó một cách có hệ thống. Ngày nay, học sinh chỉ cần ghi nhớ một tập hợp nhỏ các quy luật về cách thức các nguyên tử tương tác, chẳng hạn các nguyên tử thuộc một nguyên tố không thể nào chuyển hóa thành nguyên tố khác qua phản ứng hóa học, hay các nguyên tử ở phía bên phải của bảng hệ thống tuần hoàn có xu hướng hình thành liên kết mạnh với các nguyên tử ở phía bên trái.
Nhiều sinh viên đến với khóa học khoa học với ý tưởng rằng họ có thể thành công bằng việc ghi nhớ các công thức, khi một bài toán được đưa vào bài tập ở nhà hay bài thi, họ sẽ có thể thế số vào công thức và thu được kết quả bằng số trên chiếc máy tính bỏ túi của mình. Thật sai lầm ! Đó không phải là cách học khoa học đâu ! Có một sự khác biệt lớn giữa việc học thuộc các công thức và hiểu các khái niệm. Để bắt đầu, các công thức khác nhau có thể áp dụng trong những tình huống khác nhau. Một phương trình có thể biểu diễn một định nghĩa, nó luôn luôn đúng. Một phương trình khác có thể là một phương trình rất đặc biệt cho tốc độ của một vật trượt trên một mặt phẳng nghiêng, nó sẽ không đúng nếu như vật là một tảng đá đang trôi giạt xuống đáy đại dương. Nếu bạn không chịu khó tìm hiểu vật lí ở mức độ khái niệm, bạn sẽ không biết công thức nào được sử dụng khi nào.
Khi tìm hiểu bất kì vật nào, điều quan trọng là càng liên hệ tích cực càng tốt, từ không tìm cách đọc toàn bộ thông tin một cách nhanh chóng mà không nghĩ về nó. Một ý tưởng hay là hãy đọc và nghĩ tới những câu hỏi đặt ra ở cuối mỗi phần của những tài liệu này khi bạn gặp chúng, sao cho bạn biết rằng bạn đã hiểu cái mình đang đọc.
Khó khăn của nhiều học sinh về vật lí rút lại chủ yếu là những khó khăn với toán học. Giả sử bạn cảm thấy tự tin rằng bạn có đủ nền tảng toán học để thành công trong khóa học này, nhưng bạn đang gặp rắc rối với một số thứ nhất định. Trong một số lĩnh vực, nhận xét chính nêu trong chương này có lẽ là đủ, nhưng trong một số lĩnh vực khác, nó có khả năng không đủ. Một khi bạn nhận ra những lĩnh vực toán học mà bạn gặp trục trặc, hãy tìm sự hỗ trợ trong những lĩnh vực đó. Đừng lê chân qua toàn khóa học với cảm giác mơ hồ nghĩ tới mà sợ về thứ kiểu như khái niệm khoa học. Khó khăn sẽ không biến mất nếu bạn bỏ qua nó. Điều tương tự áp dụng cho các kĩ năng toán học cần thiết mà bạn học trong khóa học này lần đầu tiên, ví dụ như phép cộng vector.
Thêm ý kiến của bạn
Este Tính Chất Hóa Học, Tính Chất Vật Lí, Điều Chế Và Ứng Dụng Este
Nội dung bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu về Este, tính chất hóa học và tính chất vật lí của este; khái niệm, danh pháp của este; cách điều chế este như thế nào và este có ứng dụng gì trong thực tế.
A. Lý thuyết về Este
I. Cấu tạo, danh pháp Este
1. Cấu tạo của Este
– Este là sản phẩm được tạo thành khi thay nhóm -OH ở nhóm cacboxyl của axit cacboxylic bằng nhóm -OR (thì được este).
- Công thức chung của este đơn chức: RCOOR’ (tạo từ axit RCOOH và ancol R’OH)
– Este đơn chức: CxHyO2 (y ≤ 2x)
– Este no đơn chức: CnH2nO2 (n ≥ 2)
2. Danh pháp
• Tên Este = Tên gốc hidrocacbon R’ + Tên góc axit (đổi “ic” thành “at”)
*Ví dụ: CH3COOC2H5 : Etyl axetat; CH2=CH-COO-CH3 : Metyl acrylat
II. Tính chất vật lí của Este
– Các este là chất lỏng hoặc chất rắn ở điều kiện thường và chúng rất ít tan trong nước.
– Các este thường có mùi thơm đặc trưng: isoamyl axetat có mùi chuối chín, etyl butirat và etyl propionat có mùi dứa, geranyl axetat có mùi hoa hồng,…
III. Tính chất hóa học của Este
1. Phản ứng thủy phân
• Môi trường axit:
• Môi trường bazơ (Phản ứng xà phòng hóa):
– Ngoài ra, este còn có phản ứng ở gốc hidrocacbon không no (như phản ứng cộng; phản ứng trùng hợp).
2. Phản ứng thủy phân của một số este đặc biệt
– Este đa chức:
(CH3COO)3C3H5 + 3NaOH → 3CH3COONa + C3H5(OH)3
– Nếu Este thủy phân cho andehit vậy este có dạng sau: RCOO-CH=CH-R’
– Nếu Este thủy phân cho xeton vậy este có dạng sau: RCOO-C(CH3)=CH-R’
– Nếu Este thủy phân cho 2 muối và H2O vậy este có dạng sau: RCOOC6H5
IV. Điều chế Este
- Các este dược điều chế bằng cách đun sôi hỗn hợp gồm ancol và axit cacboxylic, có axit sunfuric H2SO4 đặc làm xúc tác (phản ứng este hóa).
– Một số este khác phải dùng phương pháp điều chế riêng như Vinyl axetat (CH3COOCH=CH2).
V. Ứng dụng của Este
* Este được ứng dụng nhiều trong đời sống:
– Là dung môi để tách, chiết chất hữu cơ (etyl axetat), pha sơn (butyl axetat), à phòng, chất tẩy rửa.
– Dùng để sản xuất chất dẻo; kính ô tô; keo dán.
- Chế tạo mĩ phẩm, nước hoa, chất tạo hương trong công nghiệp thực phẩm.
B. Bài tập về ESTE
* Bài 1 trang 7 SGK Hóa 12: Hãy điền chữ Đ (đúng) hoặc S (sai) trong mỗi ô trống bên cạnh các câu sau:
a) Este là sản phẩm của phản ứng giữa axit và ancol.
b) Este là hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm COO-.
c) Este no, đơn chức, mạch hở có công thức phân tử CnH2nO2, với n≥2.
d) Hợp chất CH3COOC2H5 thuộc loại este.
e) Sản phẩm của phản ứng giữa axit và ancol là este.
Xem lời giải
• Đề bài: Hãy điền chữ Đ (đúng) hoặc S (sai) trong mỗi ô trống bên cạnh các câu sau:
a) Este là sản phẩm của phản ứng giữa axit và ancol.
b) Este là hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm COO-.
c) Este no, đơn chức, mạch hở có công thức phân tử CnH2nO2, với n≥2.
d) Hợp chất CH3COOC2H5 thuộc loại este.
e) Sản phẩm của phản ứng giữa axit và ancol là este.
• Lời giải:
a) S vì có một số este được điều chế bằng phương pháp điều chế riêng, ví dụ: vinyl axetat.
b) S vì phân tử este không có nhóm COO- (chỉ có RCOO-)
c) Đ
d) Đ
e) S vì axit có thể là axit vô cơ. Câu đúng phải là: “Sản phẩm của phản ứng giữa axit cacboxylic và ancol là este.”
* Bài 2 trang 7 sgk hoá 12: Ứng với công thức C4H8O2 có bao nhiêu este là đồng phân của nhau?
A.2 B.3 C.4 D.5
Xem lời giải
• Đề bài: Ứng với công thức C4H8O2 có bao nhiêu este là đồng phân của nhau?
A.2 B.3 C.4 D.5
• Lời giải:
– Đáp án: C
+ Các công thức este là đồng phân C4H8O2:
HCOOCH2-CH2-CH3: n-propyl fomiat
HCOOCH(CH3)(CH3): isopropyl fomiat
CH3COOCH2-CH3: Etyl axetat
CH3-CH2COOCH3: Metyl propionat
* Bài 3 trang 7 sgk hóa 12: Chất X có CTPT C4H8O2. Khi X tác dụng với dung dịch NaOH sinh ra chất Y có công thức C2H3O2 Na. Công thức cấu tạo của X là:
A. HCOOC3H7 B. C2H5COOCH3
C. CH3COOC2H5 D. HCOOC3H5
Xem lời giải
• Đề bài: Chất X có CTPT C4H8O2. Khi X tác dụng với dung dịch NaOH sinh ra chất Y có công thức C2H3O2 Na. Công thức cấu tạo của X là:
A. HCOOC3H7 B. C2H5COOCH3
C. CH3COOC2H5 D. HCOOC3H5
• Lời giải:
– Đáp án: C
+ Theo bài ra Y có CTPT C2H3O2Na ⇒ CTCT của Y là CH3COONa
Như vậy X là : CH3COOC2H5 (Etyl axetat)
* Bài 4 trang 7 sgk hóa 12: Khi thủy phân este X có công thức phân tử C4H8O2 trong dung dịch NaOh thu được hỗn hợp 2 chất hữu cơ Y, Z trong đó Z có tỉ khối hơi so với H2 bằng 23. Tên của X là:
A. Etyl axetat B. Metyl axetat.
C. Metyl propionat D. Propyl fomat.
Xem lời giải
• Đề bài: Khi thủy phân este X có công thức phân tử C4H8O2 trong dung dịch NaOh thu được hỗn hợp 2 chất hữu cơ Y, Z trong đó Z có tỉ khối hơi so với H2 bằng 23. Tên của X là:
A. Etyl axetat B. Metyl axetat.
C. Metyl propionat D. Propyl fomat.
• Lời giải:
– Đáp án: A
– Vì Z có tỉ khối hơi so với H2 nên suy ra Z có thể ở dạng hơi. Do đó, Z là rượu.
– Theo bài ra CTPT của este X có dạng CnH2nO2 nên X là este no đơn chức mạch hở. Do đó, Z là rượu no đơn chức. Ta gọi CTPT của Z là CmH2m + 2O
⇒ MZ = 14m + 18 = 46 ⇒ m = 2 ⇒ Z là C2H5OH (rượu etylic)
⇒ X là: CH3COOC2H5 (etyl axetat)
* Bài 6 trang 7 sgk hóa 12: Đốt cháy hoàn toàn 7,4 gam este X đơn chức thu được 6,72 lít CO2 (đktc) và 5,4 gam nước.
a) Xác định công thức phân tử của X.
b) Đun 7,4 gam X trong dung dịch NaOH vừa đủ đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 3,2 gam ancol Y và một lượng muối Z. Viết công thức cấu tạo của X và tính khối lượng của Z.
Xem lời giải
• Đề bài: Đốt cháy hoàn toàn 7,4 gam este X đơn chức thu được 6,72 lít CO2 (đktc) và 5,4 gam nước.
a) Xác định công thức phân tử của X.
b) Đun 7,4 gam X trong dung dịch NaOH vừa đủ đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 3,2 gam ancol Y và một lượng muối Z. Viết công thức cấu tạo của X và tính khối lượng của Z.
• Lời giải:
a) Ta có:
– Số mol CO2: nCO2= 6,72/22,4 = 0,3 (mol)
– Số mol nước là: nH2O = 5,4/18 = 0,3 (mol)
– Vì nCO2 = nH2O ⇒ X là este no đơn chức mạch hở. Gọi CTPT của este X là CnH2nO2
1 mol n mol
? mol 0,3 mol
– Theo PTPƯ: neste =0,3/n ⇒ Meste = 7,4/(0,3/n) = (74n)/3
⇔ 3(14n + 32) = 74n ⇒ n = 3
⇒ Công thức phân tử của este X là C3H6O2
b) Ta có: nx = m/M = 7,4/74 = 0,1 (mol).
– Ta gọi CTPT của X là RCOOR’, PTPƯ:
RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH
⇒ nR’OH = nX = 0,1.
Y là rượu R’OH, Z là muối RCOONa
Vì este X là no đơn chức nên Y cũng là rượu no đơn chức. Gọi CTPT của Y là CmH2m+2O
My = 3,2/0,1 = 32 ⇔ 14m + 18 = 32 ⇒ m = 1
⇒ Y là: CH3OH
Do đó este X là: CH3COOCH3 và muối Z là: CH3COONa.
nZ = 0,1 (mol) ⇒ mZ = 0,1.82 = 8,2 (g)
Công thức cấu tạo của X: CH3-C(=O)-O-CH3
* Bài 4 trang 18 sgk hóa 12: Làm bay hơi 7,4 gam một este A no, đơn chức thu được một thể tích hơi bằng thể tích của 3,2 gam khí oxi ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
a) Tìm công thức phân tử của A.
b) Thực hiện phản ứng xà phòng hóa 7,4 gam A với dung dịch NaOH để phản ứng hoàn toàn thu được sản phẩm có 6,8 gam muối. Tìm công thức cấu tạo, gọi tên A.
Xem lời giải
• Đề bài: Làm bay hơi 7,4 gam một este A no, đơn chức thu được một thể tích hơi bằng thể tích của 3,2 gam khí oxi ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
a) Tìm công thức phân tử của A.
b) Thực hiện phản ứng xà phòng hóa 7,4 gam A với dung dịch NaOH để phản ứng hoàn toàn thu được sản phẩm có 6,8 gam muối. Tìm công thức cấu tạo, gọi tên A.
• Lời giải:
a) Theo bài ra, số mol O2: nO2 = m/M = 3,2/32 = 0,1 (mol)
Vì A và O2 có cùng thể tích và ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất nên nA = nO2 = 0,1 (mol)
⇒ MA = 7,4/0,1 = 74 g/mol.
Vì A là este no đơn chức nên có CTPT là CnH2nO2 (n ≥ 2)
Ta có: MCnH2nO2 = 12n + 2n + 32 = 74 ⇒ n = 3
⇒ CTPT của A là: C3H6O2
b) Gọi CTPT của A là RCOOR’ ta có PTPƯ xà phòng hoá
Theo PTPƯ: nRCOONa = nA = 0,1 mol
⇒ M(RCOONa) = 6,8/0,1 = 68 g/mol
M(RCOONa ) = MR + 12+32+23 = MR + 67 = 68 → R = 1
⇒ R là H (hay muối là HCOONa)
⇒ CTCT của A là: HCOOC2H5 (etyl fomat).
* Bài 5 trang 7 SGK Hóa 12: Phản ứng thủy phân của este trong môi trường axit và môi trường bazơ khác nhau ở điểm nào?
Xem lời giải
• Đề bài: Phản ứng thủy phân của este trong môi trường axit và môi trường bazơ khác nhau ở điểm nào?
• Lời giải:
– Phản ứng thủy phân este trong môi trường axit là phản ứng thuận nghịch, este vẫn còn và nổi lên trên bề mặt dung dịch.
– Phản ứng thủy phân este trong môi trường kiềm là phản ứng một chiều, este phản ứng hết. Phản ứng này còn được gọi là phản ứng xà phòng hóa.
CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COOH + C2H5OH (có xúc tác t0)
* Bài 6 trang 18 sgk hóa 12: Khi thủy phân hoàn toàn 8,8 gam một este đơn chức mạch hở X với 100 ml dung dịch KOH 1M (vừa đủ) thu được 4,6 gam một ancol Y. Tên gọi của X là:
A. etyl fomiat. B. etyl propionat. C. etyl axetat. D. propyl axetat.
Xem lời giải
• Đề bài: Khi thủy phân hoàn toàn 8,8 gam một este đơn chức mạch hở X với 100 ml dung dịch KOH 1M (vừa đủ) thu được 4,6 gam một ancol Y. Tên gọi của X là:
A. etyl fomiat. B. etyl propionat. C. etyl axetat. D. propyl axetat.
• Lời giải:
– Đáp án: C
– Gọi CTPT của este là RCOOR’
– Theo bài ra, số mol KOH: nKOH = V.CM = 0,1.1 = 0,1 (mol)
– Theo PTPƯ: nRCOOR1 = nKOH = 0,1 mol.
M(RCOOR’) = 8,8/0,1 = 88 g/mol
⇒ R + 44 + R’ = 88 (1)
M(R’OH) = 4,6/0,1 = 46 g/mol
⇒ R’ + 17 = 46 (2)
Từ (2) ⇒ R’ = 29 (C2H5-)
Thế vào (1) ⇒ R = 15 (CH3-)
⇒ Công thức cấu tạo là: CH3COOC2H5 (Etyl axetat)
Tính Chất Của Natri Axetat Ch3Coona: Tính Chất Hóa Học, Tính Chất Vật Lí, Điều Chế, Ứng Dụng.
Tính chất của Natri axetat CH3COONa: tính chất hóa học, tính chất vật lí, điều chế, ứng dụng
I. Định nghĩa
– Định nghĩa: Natri axetat là muối natri của axit axetic
– Công thức phân tử: C2H3ONa
– Công thức cấu tạo: CH3COONa
– Tên gọi
+ Danh pháp quốc tế: Natri axetat
+ Tên hệ thống: Natri etanoat
II. Tính chất vật lí và nhận biết
– Natri axetat tồn tại dưới dạng bột màu trắng chảy rữa, không mùi.
III. Tính chất hóa học
1. Natri axetat có thể dùng để điều chế este với một alkyl halua như là brometan: 2. Phản ứng nhiệt phân
Natri axetat khử caboxyl để tạo thành metan trong điều kiện cưỡng bức (nhiệt phân với sự hiện diện của natri hydroxit):
IV. Điều chế
– Natri axetat được điều chế trong phòng thí nghiệm bởi phản ứng của axit axetic với natri cacbonat, natri hiđrocacbonat, hay natri hydroxit.
CH 3COOC 2H 5 + NaOH CH 3COONa + C 2H 5 OH
– Thực tế Natri axetat không đắt, cho nên nó được mua thường xuyên từ người cung cấp hoá chất, thay vì phải tổng hợp từ phòng thí nghiệm.
V. Ứng dụng
1. Trong ngành thực phẩm:
– Natri axetat có thể được thêm vào thực phẩm như là một gia vị.
– Nó cũng có thể được dùng trong dạng natri điaxetat – một hợp chất tỉ lệ 1:1 của natri axetat và axit axetic thay cho muối
2. Trong công nghiệp:
– Natri axetat được dùng trong công nghiệp dệt để trung hoà nước thải có chứa axit sulfuric, và như là chất cản màu trong khi dùng thuốc nhuộm anilin.
– Nó còn là chất tẩy trong nghề thuộc da, và nó giúp làm trì hoãn sự lưu hoá chloropren trong sản xuất cao su nhân tạo.
– Dung dịch natri axetat và axit axêtic có thể hoạt động như là một chất đệm để giữ cho độ pH ổn định một cách tương đối.
– Ngoài ra, Natri axetat còn được dùng trong việc tiêu thụ chất đệm đun nóng, sưởi tay và trong băng nóng.
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng….miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:
Loạt bài Wiki tính chất hóa học trình bày toàn bộ tính chất hóa học, vật lí, nhận biết, điều chế và ứng dụng của tất cả các đơn chất, hợp chất hóa học đã học trong chương trình Hóa học cấp 2, 3.
Bạn đang xem bài viết Vật Lí Cơ Học Chất Lưu trên website Tvzoneplus.com. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!