Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Vật Lí lớp 12 Bài 1: Mô hình động học phân tử chất khí chi tiết sách Cánh diều giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn Vật lí 12. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật Lí 12 Bài 1: Mô hình động học phân tử chất khí

Mở đầu trang 32 Vật lí 12: Khói thuốc lá sẽ gây ảnh hưởng trong phạm vi bán kính 7 - 10 m. Những người ở trong khoảng cách này với người hút thuốc sẽ hít phải khói thuốc, trở thành người hút thuốc thụ động và cũng gặp những nguy cơ về sức khỏe. Tại sao khói thuốc có thể lan rộng đến thế trong không khí?

Lời giải:

Vì các phân tử khí chuyển động không ngừng

Câu hỏi 1 trang 33 Vật lí 12: Nếu các hạt phấn hoa có kích thước lớn hơn nữa, ta có thể quan sát được chuyển động Brown không, vì sao?

Lời giải:

Có thể quan sát chuyển động Brown đối với các hạt có kích thước và khối lượng lớn hơn nhiều so với hạt phấn hoa, nhưng khó khăn hơn và cần điều kiện cụ thể.

Vì:

- Chuyển động Brown phụ thuộc vào kích thước hạt: Hạt càng nhỏ, chuyển động Brown càng mạnh.

- Hạt lớn và nặng chịu ảnh hưởng của trọng lực nhiều hơn, che lấp chuyển động Brown do va chạm với phân tử.

Câu hỏi 2 trang 33 Vật lí 12: Nếu động năng của phân tử nước bằng động năng của hạt phấn hoa, hãy so sánh tốc độ của các phân tử nước với tốc độ của hạt phấn hoa.

Lời giải:

- Tốc độ của phân tử nước nhỏ hơn tốc độ của hạt phấn hoa.

- Tỷ lệ tốc độ của hai loại vật này bằng căn bậc hai của tỷ lệ khối lượng của chúng.

Luyện tập 1 trang 33 Vật lí 12: Vì sao có thể cảm nhận được mùi thơm ở khắp nơi trong phòng sau khi chỉ xịt nước hoa ở một góc phòng

Lời giải:

Lý do bạn có thể cảm nhận được mùi thơm ở khắp nơi trong phòng sau khi chỉ xịt nước hoa ở một góc phòng là do hiện tượng khuếch tán.

Luyện tập 2 trang 34 Vật lí 12: Một phân tử oxygen đang chuyển động qua tâm một bình cầu có đường kính 0,20 m. Tốc độ của phân tử là 400 m/s. Ước tính số lần phân tử này va chạm vào thành bình chứa trong mỗi giây. Coi rằng tốc độ của phân tử là không đối.

Lời giải:

$n=\frac{1}{t}=\frac{1}{\frac{0,1}{400}}=4000$lần

Câu hỏi 3 trang 34 Vật lí 12: Hãy chỉ ra nội dung tương ứng của mô hình động học phân tử chất khí được dùng để mô tả mỗi đặc điểm của khí lí tưởng.

Lời giải:

Nội dung tương ứng của mô hình động học phân tử chất khí được dùng để mô tả mỗi đặc điểm của khí lí tưởng: Phân tử khí, Áp suất khí, Nhiệt độ, Thể tích, Các quá trình,…

Vận dụng trang 35 Vật lí 12: Có ý kiến cho rằng: "Bong bóng khí có dạng hình cầu chứng tỏ không có phương ưu tiên trong chuyển động của các phân tử khí." Ý kiến này có đúng không? Vì sao?

Lời giải:

Ý kiến cho rằng bong bóng khí có dạng hình cầu chứng tỏ không có phương ưu tiên trong chuyển động của các phân tử khí là đúng vì:

- Dạng hình cầu của bong bóng xà phòng là kết quả của sự cân bằng giữa sức căng bề mặt và áp suất đều do các phân tử khí tạo ra.

- Chuyển động hỗn loạn của các phân tử khí không tạo ra phương ưu tiên nào, dẫn đến áp suất đều trên thành bong bóng.

- Do đó, hình cầu là hình dạng tối ưu cho bong bóng xà phòng để giảm thiểu sức căng bề mặt và chịu được áp suất đều từ bên trong.

Lý thuyết Mô hình động học phân tử chất khí

I. Đặc điểm chuyển động của các phân tử khí

- Năm 1827, khi quan sát các hạt phấn hoa trong nước bằng kính hiển vi Robert Brown (Rô-bớt Braono, 1773 - 1858) đã nhận thấy chúng chuyển động không ngừng. Ghi lại vị trí của hạt phấn hoa sau những khoảng thời gian xác định, rồi nối các điểm đó lại, ta được một đường gấp khúc không theo một trật tự nào

- Khi nhiệt độ của nước tăng thì các hạt phấn hoa cũng chuyển động nhanh hơn. Chuyển động như vậy của các hạt phấn hoa được gọi là chuyển động Brown. Đây là một hiện tượng giúp ta hình dung được về chuyển động phân tử

- Einstein (Anh-xtanh) đã giải thích chuyển động Brown như sau:

+ Các hạt phấn hoa bị các phân tử nước chuyển động hỗn loạn va đập vào từ mọi phía

+ Các phân tử nước có kích thước nhỏ hơn nhiều lần so với hạt phấn hoa và tại một thời điểm, số va đập trung bình của các phân tử nước vào hai phía đối diện bất kì của hạt phấn hoa không bằng nhau. Điều này gây nên chênh lệch áp lực và làm cho hạt phấn hoa chuyển động. Hai phía đối diện có chênh lệch áp lực là bất kì nên chuyển động của hạt phấn hoa không có phương ưu tiên.

+ Nhiệt độ của nước càng cao thì các phân tử nước chuyển động càng nhanh và càng hỗn loạn hơn, nên hạt phấn hoa cũng sẽ chuyển động nhanh hơn và hỗn loạn hơn.

- Từ đó, ta có thể rút ra đặc điểm chuyển động của các phân tử khí như sau:

• Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn, không ngừng.

• Nhiệt độ càng cao, các phân tử khí chuyển động càng nhanh. Thực tế thì với không khí ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 0C° và áp suất 1tam), tốc độ trung bình của các phân tử khí khoảng 400 m/s. Ta chỉ xác định được tốc độ trung bình vì tại mỗi thời điểm bất kì một số phân tử không khí có tốc độ lớn hơn ốtc độ này và một số phân tử khác lại có tốc độ nhỏ hơn.

II. Mô hình động học phân tử chất khí

1. Mô hình

Người ta đưa ra mô hình động học phân tử cho chất khí gồm các nội dung sau:

+ Các phân tử khí ở xa nhau, khoảng cách giữa chúng rất lớn so với kích thước mỗi phân tử nên có thế bỏ qua kích thước của chúng.

+ Các phân tử chất khí chuyển động hỗn loạn, không ngừng. Chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao.

+ Khi chuyển động hỗn loạn, các phân tử va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình chứa khí.

+ Các phân tử khí va chạm vào thành bình gây ra áp suất lên thành bình chứa khí

2. Khí lí tưởng

- Các nội dung của thuyết động học phân tử chất khí mô tả các đặc điểm của chất khí lí tưởng. Ta có thể coi một chất khí ở điều kiện nhiệt độ và áp suất khí quyển bình thường gần đúng là một khí lí tưởng. Mô hình khí lí tưởng có thể giải thích được nhiều kết quả nghiên cứu thực nghiệm chất khí ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển.

- Mô hình khí lí tưởng gồm các nội dung sau:

+ Các phân tử khí ở xa nhau, khoảng cách giữa chúng rất lớn so với kích thước mỗi phân tử nên có thể bỏ qua kích thước của chúng

+ Khi chưa va chạm, lực tương tác giữa các phân tử khí rất yếu, nên có thể bỏ qua.

+ Giữa hai va chạm liên tiếp, phân tử khí lí tưởng chuyển động thẳng đều.

+ Khi va chạm vào thành bình chứa, phân tử khí truyền động lượng cho thành bình và bị bật ngược trở lại. Va chạm của các phân tử khí với nhau và với thành bình là va chạm hoàn toàn đàn hồi

Sơ đồ tư duy Mô hình động học phân tử chất khí

Xem thêm các bài giải bài tập Vật Lí lớp 12 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài tập Chủ đề 1

1. Mô hình động học phân tử chất khí

2. Phương trình trạng thái khí lí tưởng

3. Áp suất và động năng phân tử chất khí

Bài tập Chủ đề 2

1. Từ trường