Khi xây dựng công thức tính áp suất chất khí từ mô hình động học phân tử khí, trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào là đúng, phát biểu nào là sai?

Câu 14:

Mô hình khí lí tưởng bỏ qua thể tích của phân tử khí, bỏ qua tương tác của các phân tử khi chưa va chạm và coi va chạm là hoàn toàn đàn hồi, giúp việc mô tả các hiện tượng về chất khí trở nên đơn giản, dễ dàng

A.

Áp suất của khí tăng lên bằng cách làm tăng nhiệt độ ở thể tích không đổi, tương ứng động năng trung bình của các phân tử đã tăng theo sự tăng nhiệt độ

B.

Khi giữ nhiệt độ không đổi, dù thể tích tăng, áp suất giảm nhưng động năng trung bình của các phân tử vẫn không thay đổi

C.

Khi tốc độ của mỗi phân tử tăng lên gấp đôi, áp suất cũng tăng lên gấp đôi

D.

Khi khối khí giảm nhiệt độ, tương ứng động năng trung bình của các phân tử khí cũng giảm nhưng giảm chậm hơn sự giảm nhiệt độ

Lời giải:

Đáp án đúng: Đúng, Đúng, Sai, Sai

a) Áp suất của khí tăng lên bằng cách làm tăng nhiệt độ ở thể tích không đổi, tương ứng động năng trung bình của các phân tử đã tăng theo sự tăng nhiệt độ \(\Rightarrow\) Đúng,

Khi thể tích không đổi, tăng nhiệt độ ➝ áp suất tăng (theo PTTT của khí lí tưởng).

Tăng nhiệt độ ➝ động năng trung bình của các phân tử tăng.

b) Khi giữ nhiệt độ không đổi, dù thể tích tăng, áp suất giảm nhưng động năng trung bình của các phân tử vẫn không thay đổi \(\Rightarrow\) Đúng, giữ nhiệt độ không đổi ➝ động năng trung bình của các phân tử không đổi vì \(W_{\text {đ }}=\frac{3}{2} k T\).

c) Khi tốc độ của mỗi phân tử tăng lên gấp đôi, áp suất cũng tăng lên gấp đôi \(\Rightarrow\) Sai,

Áp suất chất khí: \(p=\frac{1}{3} \mu m \overline{v^2}\)

Khi tốc độ của mỗi phân tử tăng lên gấp đôi ➝ áp suất tăng lên gấp bốn lần.

d) Khi khối khí giảm nhiệt độ, tương ứng động năng trung bình của các phân tử khí cũng giảm nhưng giảm chậm hơn sự giảm nhiệt độ \(\Rightarrow\) Sai, giảm nhiệt độ ➝ động năng trung bình của các phân tử giảm tương ứng.

Đáp án đúng là: Đúng - Đúng - Sai - Sai.

Câu 15:

Bình có dung tích 2 lít chứa 10 g khí ở áp suất 680 mmHg. Tính tốc độ căn quân phương của phân tử theo đơn vị m/s. (Kết quả làm tròn đến chữ số hàng đơn vị)

Lời giải:

Đáp án đúng: 233

\({\rm{pV}} = \frac{1}{3}{\rm{Nm}}\overline {{{\rm{v}}^2}} \)

N là số phân tử khí trung bình, xét \({\rm{N}} = 1\)

\( \Rightarrow {\rm{pV}} = \frac{1}{3}{\rm{m}}{{\rm{v}}^2} \Rightarrow {{\rm{v}}} = \sqrt {\frac{{3{\rm{pV}}}}{{\rm{m}}}} = \sqrt {\frac{{3 \cdot \frac{{680}}{{760}} \cdot 1,013 \cdot {{10}^5} \cdot 2 \cdot {{10}^{ - 3}}}}{{10 \cdot {{10}^{ - 3}}}}} = 233 {{~\rm{m}}/{\rm{s}}}\).

Đáp án đúng là: 233.

Câu 16:

Ở nhiệt độ nào tốc độ căn quân phương của phân tử CO₂ là 720 km/h? (Kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần mười)

Lời giải:

Đáp án đúng: 70,6

Ta có: 720 km/h = 200 m/s.

Từ công thức: \(\bar{v}=\sqrt{\frac{3 R T}{\mu}} \Rightarrow T=\frac{\mu v^2}{3 R}=\frac{44 \cdot 10^{-3} \cdot 200^2}{3 \cdot 8,31}\approx 70,6 ~K\)

Đáp án đúng là: 70.

Câu 17:

Một khối khí lí tưởng ở áp suất p = 10⁵ Pa có khối lượng riêng là ρ = 0,090 kg/m³. Căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ chuyển động nhiệt của các phân tử khí là X.10³ m/s. Giá trị của X là bao nhiêu? (Viết kết quả gồm 2 chữ số)

Lời giải:

Đáp án đúng: 1,8

\(p=\frac{1}{3} \frac{N m}{V} \overline{v^2}=\frac{1}{3} \rho \overline{v^2} \Rightarrow \sqrt{\overline{v^2}}=\sqrt{\frac{3 p}{\rho}}=1,8.10^3 \mathrm{~m} / \mathrm{s}\)

Đáp án đúng là: 1,8.

Câu 18:

Ở nhiệt độ bao nhiêu ^oC thì các phân tử khí helium có tốc độ trung bình của các phân tử hydrogen ở nhiệt độ 20^oC?

Lời giải:

Đáp án đúng: 313

Nhiệt độ tuyệt đối của khí hydrogen là: T₁ = 20 + 273 = 293 K

Với hydrogen: \(W_{\mathrm{d} 1}=\frac{3}{2} k T_1\)

Với helium: \(W_{\mathrm{d} 2}=\frac{3}{2} k T_2\)

Vì v₁ = v₂ nên: \(\frac{T_1}{T_2}=\frac{m_1}{m_2}=\frac{M_1}{M_2}=\frac{2}{4}=\frac{1}{2}\)

\(\Rightarrow T_2=2 T_1=2.293=586 ~K=313^{\circ} C\)

Đáp án đúng là: 313.

Câu 1:

Chọn câu sai? Sở dĩ chất khí gây áp suất lên thành bình là vì

Lời giải: