Tính vận tốc căn quân phương của phân tử khí Hydrogen

Câu 9:

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 1 eV = = 1,6.10^-19 J

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí là: $E_k = \frac{3}{2}kT$, trong đó k là hằng số Boltzmann ($k = 1.38 \times 10^{-23} J/K$).

Đề bài cho $E_k = 1.0 \text{ eV} = 1.6 \times 10^{-19} \text{ J}$.

Vậy ta có: $\frac{3}{2}kT = 1.6 \times 10^{-19} \text{ J}$.

Suy ra: $T = \frac{2 \times 1.6 \times 10^{-19}}{3 \times 1.38 \times 10^{-23}} = \frac{3.2 \times 10^{-19}}{4.14 \times 10^{-23}} \approx 7729 \text{ K}$.

Vậy đáp án là 7729 K.

Câu 10:

Động năng tịnh tiến trung bình của một mol phân tử oxygen ở 27 °C là bao nhiêu? Cho biết hằng số Boltzmann k_B = 1,38.10^-23 J/K

Lời giải:

Đáp án đúng: a

Câu 11:

PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 2. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai

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?

a) Trong thời gian giữa hai va chạm liên tiếp với thành bình, động lượng của phân tử khí thay đổi một lượng bằng tích khối lượng phân tử và tốc độ trung bình của nó.

b) Giữa hai va chạm với thành bình, phân tử khí chuyển động thẳng đều.

c) Lực gây ra thay đổi động lượng của phân tử khí là lực do phân tử khí tác dụng lên thành bình.

d) Các phân tử khí chuyển động không có phương ưu tiên, số phân tử đến va chạm với các mặt của thành bình trong mỗi giây là như nhau

Lời giải:

Đáp án đúng:

a) Sai. Động lượng của phân tử khí thay đổi một lượng bằng $m\Delta v = m(v_2 - v_1)$. Trong đó $v_2 = -v_1$, suy ra $\Delta p = 2mv$.

b) Đúng. Giữa hai va chạm, phân tử khí chuyển động thẳng đều theo định nghĩa của mô hình động học phân tử khí.

c) Sai. Lực gây ra thay đổi động lượng của phân tử khí là lực do thành bình tác dụng lên phân tử khí.

d) Đúng. Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, không có hướng ưu tiên, và phân bố đều trong không gian.

Câu 12:

Áp suất do các phần tử khí tác dụng lên thành bình phụ thuộc như thế nào vào tốc độ chuyển động nhiệt, khối lượng và mật độ của các phân tử khí? Phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

a) Khi tốc độ chuyển động nhiệt của các phân tử khí tăng thì áp suất tăng.

b) Khi khối lượng của các phân tử khí tăng thì áp suất giảm.

c) Khi mật độ của khí tăng thì áp suất tăng

Lời giải:

Đáp án đúng:

Ta có công thức tính áp suất chất khí: $p = \frac{2}{3}n_0 \bar{K} = \frac{2}{3}n_0 \frac{1}{2}m\bar{v^2}$, trong đó:

$p$: áp suất

$n_0$: mật độ phân tử

$\bar{K}$: động năng trung bình của phân tử

$m$: khối lượng phân tử

$\bar{v^2}$: bình phương vận tốc trung bình

Từ công thức trên, ta thấy:

Áp suất tỉ lệ thuận với bình phương vận tốc trung bình (liên quan đến tốc độ chuyển động nhiệt) và mật độ.

Áp suất tỉ lệ thuận với khối lượng của phân tử khí.

Vậy:

a) Khi tốc độ chuyển động nhiệt của các phân tử khí tăng thì áp suất tăng. (Đúng)

b) Khi khối lượng của các phân tử khí tăng thì áp suất giảm. (Sai)

c) Khi mật độ của khí tăng thì áp suất tăng. (Đúng)

Câu 13:

PHẦN III. Câu trả lời ngắn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 3

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

Lời giải:

Đáp án đúng:

Giải thích chi tiết về cách tính tốc độ căn quân phương, bao gồm việc đổi đơn vị và sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng.

Câu 14:

Bình có dung tích 2 lít chứa một loại khí ở nhiệt độ 27 °C và áp suất 10^-6 mmHg. Tính mật độ phân tử và tổng số phân tử khí trong bình

Lời giải: