Mọi vật bình thường trung hòa về điện năm 2024
|
Bạn đang đi trên tấm thảm len, với tay tới tay nắm cửa và đột nhiên cảm giác điện giật xuất hiện. Cảm giác tái diễn với nhiều vị trí khác như áo, cầu thang kim loại, thảm len và chỉ xảy ra trong mùa đông. Nguyên nhân của nó đã được các nhà vật lý giải mã. Show Kết quả của sự tĩnh điện Tĩnh điện là sự tích tụ của điện tích. Để hiểu về sự tĩnh điện, chúng ta cần tìm hiểu bản chất của vật chất. Vật chất được cấu thành từ các nguyên tử, với 3 loại hạt nhỏ hơn. Đó là electron mang điện tích âm. Proton mang điện tích dương. Cuối cùng là neutron không mang điện tích. Thông thường, các electron và proton luôn cân bằng nhau trong một nguyên tử. Đó là lý do vì sao mọi vật đều trung tính về điện. Nhưng các hạt electron rất nhỏ, có trọng lượng không đáng kể. Việc cọ xát hay ma sát có thể cung cấp năng lượng cho electron, để chúng tách khỏi nguyên tử. Sau đó, nó tấn công các nguyên tử khác, di chuyển giữa các bề mặt khác nhau. Khi điều này xảy ra, vật thể đầu tiên còn lại có nhiều proton hơn electron và sẽ mang điện tích dương. Theo Ted-ED, vật thể có nhiều electron mới chuyển đến sẽ mang điện tích âm. Hiện tượng này được gọi là mất cân bằng điện tích hay tách điện tích. Nhiều người giật mình vì có cảm giác điện giật mỗi khi chạm vào tay nắm cửa trong mùa đông. Ảnh: Metafloss. Tuy nhiên, thiên nhiên luôn có xu hướng cân bằng nên khi hai vật mang điện tích trái dấu gặp nhau, những hạt electron tự do sẽ nắm lấy cơ hội đầu tiên để di chuyển tới nơi cần chúng nhất, hoặc nhảy ra khỏi vật thể mang điện tích âm hay tràn vào vật thể đang mang điện tích dương. Hành động này là nỗ lực khôi phục lại trạng thái cân bằng điện tích trung tính. Sự dịch chuyển nhanh chóng này được gọi là xả tĩnh điện và được đặc trưng bởi tia lửa xẹt qua. Quá trình này không xảy ra với mọi vật, nếu không bạn sẽ luôn bị điệt giật. Chất dẫn điện như kim loại hoặc nước muối có các liên kết electron yếu, nhưng nó dễ dàng nhảy ra giữa các phân tử. Mặt khác, chất cách điện như nhựa, cao su, thủy tinh, có liên kết electron chặt hơn nên không dễ nhảy sang các nguyên tử khác. Sự tích tụ điện năng thường xảy ra khi vật thể liên quan là chất cách điện. Chẳng hạn, bạn đi trên thảm, các electron trên cơ thể sẽ chà lên bề mặt. Chiếc thảm bằng len cách điện sẽ chống lại việc mất electron của chính nó. Cơ thể của bạn với tấm thảm vẫn trung hòa về điện nhưng đã có một điện tích phân cực giữa hai cá thể. Và khi bạn chạm vào tay nắm cửa thì “xoẹt” - kim loại từ tay nắm đã truyền electron liên kết yếu qua tay bạn để thay thế cho số lượng mà cơ thể bạn bị mất. Thạc sĩ Nguyễn Việt Dũng, Giám đốc Trung tâm Điện tử y sinh, Đại học Bách khoa Hà Nội, cho biết nhiều trường hợp tĩnh điện như lóe tia sáng tựa lưới bắt muỗi, cũng có trường hợp truyền điện xuống chân và sàn nhà làm tê nhẹ cơ thể. Tóc là vị trí dễ bị tĩnh điện nhất. Ảnh: Getty. Theo Accuweather, Stevespanglerscience, tóc là nơi dễ sinh ra tĩnh điện, dựng ngược lên khi thời tiết hanh khô. Nguyên nhân là tóc có cấu tạo giống như móng tay, nên khi bị hư tổn, tóc không có khả năng duy trì độ ẩm và tự phục hồi. Vì vậy, khi độ ẩm của tóc mất đi do điều kiện khô hanh, chúng dễ sinh ra tĩnh điện hoặc ma sát với lược chải, quần áo len... Dòng điện do quá trình tĩnh điện tạo ra điện trường rất yếu, không ảnh hưởng đến cơ thể hay sức khỏe con người. Tuy nhiên, sự tĩnh điện này có thể trở thành nỗi khiếp sợ, phá hoại thiên nhiên. Trong vài điều kiện cụ thể, phân bố tĩnh điện xảy ra với mây. Sự mất cân bằng điện tích bị trung hòa khi truyền sang vật thể khác như tòa nhà, mặt đất hoặc những đám mây sẽ tạo thành tia sáng lớn, hay còn gọi là sét. Tương tự việc ngón tay có bạn có thể bị giật vài lần tại một điểm, sét cũng có thể đánh cùng điểm nhiều lần. Cách giải quyết hiện tượng tĩnh điện vào mùa đông Để loại bỏ hiện tượng tĩnh điện trong mùa đông, chúng ta dựa trên cơ chế vật lý của nó. Đầu tiên, bạn cần chú ý một số chất liệu quần áo có khả năng tích điện nhiều hơn như len, đế giày cao su. Do đó, bạn có thể chọn các trang phục với vật liệu là vải tự nhiên như cotton. Đế giày da ít có khả năng thu hút các electron. Trong khi đó, chất liệu cao su lại là chất cách điện mạnh, tăng khả năng gây tĩnh điện khi đi qua tấm thảm bằng len, nylon. Do đó, bạn nên chọn giày da đi vào mùa đông. Ngoài ra, bạn cũng có thể mang theo vật kim loại trong người như chùm chìa khóa để hấp thụ phần lớn chấn động do hiện tượng tĩnh điện gây ra. Mùa đông, chúng ta cũng nên bổ sung độ ẩm trong không khí ở phòng ngủ, nơi làm việc. Điều này giúp giải phóng các electron tự do di chuyển trong phòng. Các kiến thức về nguyên tử khối trung bình rất quan trọng vì chúng sẽ đi theo các em suốt 3 năm THPT. Biết được tầm quan trọng đó, VUIHOC đã tổng hợp kiến thức về nguyên tử khối trung bình cùng bộ bài tập tự luận rất hay và ý nghĩa. Các em cùng theo dõi bài viết dưới đây nhé! 1. Các khái niệm tiền đề1.1. Nguyên tửNguyên tử là đơn vị cơ bản của vật chất, bao gồm các hạt trung hoà về điện và có kích thước siêu nhỏ. Nguyên tử có chứa một hạt nhân ở trung tâm và được đám mây điện tích âm electron bao bọc. Những nguyên tử thường mang kích thước siêu nhỏ, đường kính chỉ tầm vài phần mười của nano mét. Nguyên tử được kí hiệu là Z (Zahl theo tiếng Đức) Nguyên tử bao gồm phần hạt nhân và lớp vỏ:
1.2. Nguyên tử khốiNguyên tử khối là khối lượng tương đối của một loại nguyên tử. Nguyên tử khối ký hiệu là (M) bằng số khối hạt nhân: M = A Nguyên tử khối của một nguyên tử cho ta biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử. Đơn vị của nguyên tử khối Khối lượng của nguyên tử bằng tổng khối lượng của proton, nơtron và electron trong nguyên tử đó. Proton và nơtron đều có khối lượng xấp xỉ 1u còn electron có khối lượng nhỏ hơn rất nhiều, khoảng 0,00055u. Do đó, có thể coi nguyên tử khối xấp xỉ số khối của hạt nhân. Khối lượng của một nguyên tử bằng khối lượng của các thành phần cấu tạo nên nguyên tử (proton, electron, nơtron) nhưng do hạt electron có khối lượng quá nhỏ so với tổng khối lượng nên coi khối lượng của hạt electron bằng 0. Vì vậy, khi xét đến khối lượng nguyên tử, ta coi khối lượng nguyên tử bằng tổng khối lượng hạt proton và nơtron có trong hạt nhân nguyên tử (mNT = mp + mn) 1.3. Đồng vịCác nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học có thể có số khối khác nhau. Sở dĩ như vậy vì hạt nhân của các nguyên tử đó có cùng số proton nhưng có thể khác số nơtron. Các đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau về số nơtron, do đó số khối A của chúng khác nhau. Các đồng vị được xếp vào cùng một vị trí (ô nguyên tố) trong bảng tuần hoàn. Ví dụ: nguyên tố Hidro có 3 đồng vị : Đa số các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của nhiều đồng vị khác nhau. Ngoài khoảng 340 đồng vị tồn tại trong tự nhiên, người ta đã tổng hợp được 2400 đồng vị nhân tạo. Các đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học có số nơtron trong hạt nhân khác nhau, nên có một số tính chất vật lí khác nhau. Ví dụ: Ở trạng thái đơn chất, đồng vị 3517Cl có tỉ số khối lớn hơn, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao hơn đồng vị 3517Cl. Người ta phân biệt các đồng vị bền và không bền. Hầu hết các đồng vị có số hiệu nguyên tử lớn hơn 83(Z > 83) là không bền, chúng còn được gọi là các đồng vị phóng xạ. Nhiều đồng vị, đặc biệt là các đồng vị phóng xạ, được sử dụng nhiều trong đời sống, y học, nghiên cứu sự phát triển của cây trồng..... Đăng ký ngay để được các thầy cô ôn tập và xây dựng lộ trình học tập THPT vững vàng 2. Nguyên tử khối trung bình2.1. Định nghĩa nguyên tử khối trung bìnhHầu hết các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của nhiều đồng vị với tỉ lệ phần trăm số nguyên tử xác định => nguyên tử khối của các nguyên tố có nhiều đồng vị là nguyên tử khối trung bình của hỗn hợp các đồng vị có tính đến tỉ lệ phần trăm số nguyên tử tương ứng. 2.2. Công thức tính nguyên tử khối trung bìnhM trung bình = Với : nguyên tử khối (hay số khối) của các đồng vị : số nguyên tử khối hay thành phần số nguyên tử của các đồng vị Xác định phần trăm các đồng vị Gọi % của đồng vị 1 là x % ⇒ % của đồng vị 2 là (100 – x). - Lập phương trình tính nguyên tử khối trung bình ⇒ giải được x. 2.3. Một số ví dụ bài tập tính nguyên tử khối trung bìnhBài 1: Nguyên tố Cacbon có 2 đồng vị bền: 612C chiếm 98,89% và 613C chiếm 1,11%. Nguyên tử khối trung bình của C là bao nhiêu? M trung bình = 12 x 98.89 + 13 x 1.11100 = 12.0111 Vậy nguyên tử khối trung bình của C là 12,0111 3. Bài tập tính nguyên tử khối trung bình Bài 1: Trong tự nhiên, X có hai đồng vị 1735X và 1737X, chiếm lần lượt 75,77% và 24,23% số nguyên tử X. Y có hai đông vị à 11Y và 12Y, chiếm lần lượt 99,2% và 0,8% số nguyên tử Y.
Hướng dẫn giải chi tiết
Nguyên tử khối trung bình Y là: 99.2 x 1 + 0.8 x 2100 = 1.008 Phân tử khối trung bình của XY: 35,485 + 1,008 =36,493 ≈ 36,5.
Bài 2: Cho hợp chất AB2 tạo bởi hai nguyên tố A, B. B có hai đồng vị 79B: chiếm 55% số nguyên tử B và đồng vị 81B. Trong AB2, phần trăm khối lượng của A là bằng 28,51%. Tính nguyên tử khối trung bình của A, B. Hướng dẫn giải chi tiết Giải thích các bước giải: Phần trăm số nguyên tử của 81B = 100%−55% = 45% Suy ra, nguyên tử khối trung bình của B là : MB= 79.55% + 81.45% = 79,9 Ta có % A= (A/A + 2B).100% = (A/B + 79,9.2).100% = 28,51% ⇒ A = 63,73 Bài 3: Nguyên tố clo có hai đồng vị bền 1735 Cl chiếm 75,77% và 1737 Cl chiếm 24,23%. Tính nguyên tử khối trung của Clo? Hướng dẫn giải chi tiết Nguyên tử khối trung bình của Clo là: 35 x 75.77 + 37 x 24.23100 = 35.5 Vậy nguyên tử khối trung bình của Clo là 35.5 Bài 4: Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Trong tự nhiên, đồng có hai đồng vị 6329Cu và 6529Cu Tính tỉ lệ phần trăm số nguyên tử của đồng vị 2963Cu tồn tại trong tự nhiên Hướng dẫn giải chi tiết Gọi x là % số nguyên tử của2963Cu ⇒ 100 – x là % của 2965Cu Ta có 63,54 = (63x + 65)(100 - x))/100 ⇒ x = 73 Vậy 2963Cu chiếm 73% Bài 5: Trong tự nhiên Oxi có 3 đồng vị 16O(x1%), 17O(x2%), 18O (4%), nguyên tử khối trung bình của Oxi là 16,14. Phần trăm đồng vị 16O và 17O lần lượt là bao nhiêu? Hướng dẫn giải chi tiết Ta có: x1 + x2 + 4 = 100 Nguyên tử khối trung bình của Oxi là 16.14 = (16. x1 + 17. x2 + 18.4)/100 Giải hệ phương trình 2 ẩn ta có x1 = 90 và x2 = 6 Bài 6: Một nguyên tố X gồm hai đồng vị là X1 và X2. Đồng vị X1 có tổng số hạt là 18. Đồng vị X2 có tổng số hạt là 20. Biết rằng % các đồng vị trong X bằng nhau và các loại hạt trong X1 cũng bằng nhau. Xác định nguyên tử khối trung bình của X? Hướng dẫn giải chi tiết Các hạt trong đồng vị X1 bằng nhau nên: P = E = N = 18/3 = 6 ⇒ Số khối của đồng vị X1 là: P + N= 12 ⇒ Số khối của đồng vị X2 là: 20 – 6 = 14 M trung bình = 35 x 75.77 + 37 x 24.23100 = 13 Bài 7: Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Trong tự nhiên, đồng có hai đồng vị Cu2963 và Cu2965 Tính tỉ lệ phần trăm số nguyên tử của đồng vị Cu2963 tồn tại trong tự nhiên. Hướng dẫn giải chi tiết Gọi x là % số nguyên tử của Cu2963 ⇒ 100 – x là % của Cu2965 Ta có 63,54 = (63x + 65(100 - x))/100 ⇒ x = 73 Vậy Cu2963chiếm 73% Bài 8: Biết khối lượng của nguyên tử cacbon 12 gấp 11,9059 lần khối lượng của nguyên tử hiđro. Hỏi khối lượng của nguyên tử hiđro bằng bao nhiêu u? Hướng dẫn giải chi tiết Khối lượng nguyên tử hidro là: 1211.9059 = 1.0079 Bài 9: Một nguyên tử x gồm 2 đồng vị là x1 và x2, lần lượt có tổng số hạt là 15 và 18. Biết rằng % của những đồng vị trong X bằng nhau và các loại hoạt trong X1 cũng bằng với nhau. Hãy xác định nguyên tử khối trung bình của X là bao nhiêu? Hướng dẫn giải chi tiết Những hạt trong đồng vị X1 bằng nhau nên ta có: P = E = N = 15/3 = 5 → Số khối của đồng vị X1 là: P + N = 5 + 5 = 10 → Số khối của đồng vị X2 là 18 – 5 = 13 Nguyên tử khối trung bình của X là 575. Bài 10: Cacbon có hai đồng vị bền là C612và C613, và Số khối của cacbon = 12,01. Tính % khối lượng của trong hợp chất CO2 (cho MNa = 23; MO = 16) Hướng dẫn giải chi tiết Gọi a, b lần lượt là % số nguyên tử của đồng vị 12C và 13C Ta lập được hệ phương trình sau a + b = 100 (1) 12a/100 + 13b/100 = 12,01 (2) Giải hệ phương trình trên ta được a = 99, b = 1 Xét 1 mol CO21 mol C => mC= 12,01 2 mol O => mO = 32 Ta biết % số nguyên tử = % số mol nên Số mol của 12C là: 0,99.1 = 0,99 mol %m12C = (0,99.12.100)/(12,01+ 32) = 27 PAS VUIHOC – GIẢI PHÁP ÔN LUYỆN CÁ NHÂN HÓA Khóa học online ĐẦU TIÊN VÀ DUY NHẤT: ⭐ Xây dựng lộ trình học từ mất gốc đến 27+ ⭐ Chọn thầy cô, lớp, môn học theo sở thích ⭐ Tương tác trực tiếp hai chiều cùng thầy cô ⭐ Học đi học lại đến khi nào hiểu bài thì thôi ⭐ Rèn tips tricks giúp tăng tốc thời gian làm đề ⭐ Tặng full bộ tài liệu độc quyền trong quá trình học tập Đăng ký học thử miễn phí ngay!! Muốn học tốt hoá học thì trước hết các em nên tìm hiểu từ dạng bài tập về nguyên tử khối trung bình. Biết được tầm quan trọng của công thức nguyên tử khối trung bình, VUIHOC đã viết bài viết này nhằm củng cố lý thuyết về cấu trúc nguyên tử kèm bộ bài tập rất bổ ích. Để học thêm được nhiều các kiến thức hay và thú vị về Hoá học 10 cũng như Hoá học THPT thì các em hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký khoá học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé! |
