BÀI 12 : ÁP SUẤT KHÍ THEO MÔ HÌNH ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ. QUAN HỆ GIỮA ĐỘNG NĂNG PHÂN TỬ VÀ NHIỆT ĐỘ.

(14 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Em hãy viết biểu thức của áp suất chất khí theo mô hình động học phân tử và giải thích các đại lượng?

Trả lời:

Biểu thức của áp suất chất khí theo mô hình động học phân tử là:

Câu 2: Em hãy viết biểu thức mối quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ?

Trả lời:

Ta có biểu thức mối quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ đó là:

Trong đó k là hằng số Bolzmann: K = 1,38.10^-23 J/K.

Câu 3: Em hãy rút ra những hệ quả từ biểu thức:

Trả lời:

- Các khí có bản chất khác nhau, khối lượng khác nhau nhưng nhiệt độ như nhau thì động năng trung bình của các phân tử bằng nhau.

- Động năng trung bình của phân tử khí càng lớn thì nhiệt độ của khí càng cao.

- Vì tỉ lệ thuận với T nên người ta có thể coi nhiệt độ tuyệt đối là số đo động năng trung bình của phân tử theo một đơn vị khác.

Câu 4: Trong bốn đại lượng: khối lượng phân tử, tốc độ chuyển động của phân tử, mật độ phân tử, lực liên kết phân tử. Áp suất khí tỉ lệ nghịch hay tỉ lệ thuận với các đại lượng này, em hãy chỉ ra cụ thể ở từng đại lượng?

Trả lời:

- Khối lượng phân tử: Áp suất khí tỉ lệ thuận với khối lượng phân tử.

- Tốc độ chuyển động của phân tử: Áp suất khí tỉ lệ thuận với bình phương tốc độ chuyển động của phân tử.

- Mật độ phân tử: Áp suất khí tỉ lệ thuận với mật độ phân tử.

- Lực liên kết phân tử: Áp suất khí tỉ lệ nghịch với lực liên kết phân tử.

2. THÔNG HIỂU (4 CÂU)

Câu 1: Động năng trung bình của phân tử khí lí tưởng ở 25℃ có giá trị là bao nhiêu?

Trả lời:

Câu 2: Tính nhiệt độ của một khối khí để động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí đó bằng 1,0 eV. Lấy 1eV = 1,6.10^-19 J.

Trả lời:

Áp dụng công thức ta có:

Câu 3: Xét khối khí chứa trong một bình kín, biết mật độ động năng phân tử (tổng động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí trong 1m³ thể tích khí) có giá trị 10⁴ J/m³ . Tính áp suất của khí trong bình.

Trả lời:

Áp dụng công thức ta có:

Câu 4: Bình có dung tích 2 lít chứa 10g khí ở áp suất 680 mmHg. Tính tốc độ căn quân phương của phân tử.

Trả lời:

3. VẬN DỤNG (4 CÂU)

Câu 1: Một bình có thể tích 0,20m³ chứa một loại khí ở nhiệt độ 27℃, khí trong bình có áp suất 3,0.10⁵ Pa. Lấy số Avogadro bằng 6,02.10²³ mol^-1 . Em hãy tính mật độ phân tử của chất khí này.

Trả lời:

Câu 2: Bình thể tích 10 lít chứa khí đơn nguyên tử có mật độ phân tử phân tử/m³. Động năng trung bình của nguyên tử là 5.10^-21 J. Tính nội năng của khí trong bình.

Trả lời:

Câu 3: Một bình có thể tích 0,50 m³ chứa một loại khí ở nhiệt độ 25℃, khí trong bình có áp suất 3,1.10⁵ Pa. Lấy số Avogadro bằng 6,02.10²³ mol^-1. Em hãy tính động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí trong bình và số phân tử khí chứa trong bình?

Trả lời:

Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí trong bình là:

Số phân tử khí chứa trong bình là:

pV = nRT => 3,1.10⁵ . 0,5 = 8,31.n. ( 25+273) => n = 62,59 mol

N = n.N_A = 62,59.6,02.10²³ = 3,76.10²⁵ phân tử.

Câu 4: Không khí gồm các phân tử oxygen và nitrogen có khối lượng mol lần lượt là 32g/mol và 28g/mol. Tính động năng trung bình tịnh tiến của phân tử không khí ở 20℃ và tốc độ căn quân phương của mỗi loại phân tử khí đó.

Trả lời:

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Trong một ống dẫn khí tiết diện đều S = 5cm² có khí CO₂ chảy qua ở nhiệt độ 35℃ và áp suất 3.10⁵ N/m². Tính vận tốc của dòng khí biết trong thời gian 10 phút có m = 3kg khí CO₂ qua tiết diện ống.

Trả lời:

Câu 2: Một hỗn hợp khí helium và argon ở áp suất p = 152.10³ N/m² và nhiệt độ T = 300K, khối lượng riêng bằng 2kg/m³. Tính mật độ phân tử helium và argon trong hỗn hợp. Biết He = 4, Ar = 40

Trả lời: