Giải Vật Lí 12 trang 48 Kết nối tri thức

Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời giải bài tập Vật Lí 12 trang 48 trong Bài 12: Áp suất khí theo mô hình động học phân tử. Quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ Vật Lí 12 Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời các câu hỏi & làm bài tập Vật Lí 12 trang 48.

Giải Vật Lí 12 trang 48 Kết nối tri thức

Khởi động trang 48 Vật Lí 12: Áp suất khí phụ thuộc như thế nào vào những đại lượng đặc trưng sau đây của phân tử: khối lượng phân tử, tốc độ chuyển động của phân tử, mật độ phân tử, lực liên kết phân tử?

Lời giải:

- Khối lượng phân tử: Áp suất khí tỉ lệ thuận với khối lượng phân tử. Khi khối lượng phân tử tăng, các phân tử khí sẽ có động năng lớn hơn khi va chạm với thành bình, dẫn đến áp suất lên thành bình tăng.

- Tốc độ chuyển động của phân tử: Áp suất khí tỉ lệ thuận với bình phương tốc độ chuyển động của phân tử. Khi tốc độ chuyển động của phân tử tăng, số lần va chạm và lực va chạm của phân tử với thành bình tăng, dẫn đến áp suất tăng.

- Mật độ phân tử: Áp suất khí tỉ lệ thuận với mật độ phân tử. Khi mật độ phân tử tăng, số lượng phân tử trong một đơn vị thể tích tăng, dẫn đến số lần va chạm với thành bình tăng và áp suất tăng.

- Lực liên kết phân tử: Áp suất khí tỉ lệ nghịch với lực liên kết phân tử. Khi lực liên kết phân tử yếu, các phân tử dễ dàng di chuyển và va chạm với thành bình hơn, dẫn đến áp suất tăng.

Hoạt động 1 trang 48 Vật Lí 12: Tại sao có thể coi chuyển động của phân tử khí trước và sau khi va chạm với thành bình là chuyển động thẳng đều?

Lời giải:

Coi chuyển động của phân tử khí trước và sau khi va chạm với thành bình là chuyển động thẳng đều vì khoảng thời gian va chạm rất ngắn nên có thể coi là tốc độ của các phân tử không đổi và chuyển động được quãng đường rất ngắn nên coi là thẳng.

Hoạt động 2 trang 48 Vật Lí 12: Hãy dựa vào tính chất trên của chuyển động phân tử để tính thời gian Δt giữa hai va chạm liên tiếp của một phân tử lên thành bình ABCD theo $l$ và v.

Từ đó dùng công thức tính xung lượng của lực trong thời gian Δt (đã học ở lớp 10) để chứng minh:

a) Lực do thành bình ABCD tác dụng lên một phân tử khí có giá trị là $-\frac{m{v}^2}{l}$ ; lực do một phân tử khí tác dụng lên thành bình ABCD có giá trị là $+\frac{m{v}^2}{l}$ .

b) Áp suất do một phân tử khí tác dụng lên thành bình ABCD có giá trị là: $p_m=\frac{m}{V}{v}^2$ với thể tích lượng khí $V=l^3.$

Lời giải:

Xét 1 phân tử chất khí va chạm liên tiếp 2 lần trên mặt ABCD thì khoảng thời gian được tính là $\Delta t=\frac{2l}{v}$

a) Ta có: $F=ma=m\frac{v}{t}=m\frac{v}{\frac{l}{v}}=m\frac{v^2}{l}$ với $l$ là độ dài quãng đường phân tử khí đi từ thành bình EFOH tới thành bình ABCD.

Xét chiều dương như hình vẽ 12.1 thì lực do thành bình ABCD tác dụng lên một phân tử khí có giá trị là $-\frac{m{v}^2}{l}$ ; lực do một phân tử khí tác dụng lên thành bình ABCD có giá trị là $+\frac{m{v}^2}{l}$ .

b) Áp suất $p=\frac{F}{S}=\frac{\frac{m{v}^2}{l}}{l^2}=\frac{m{v}^2}{l^3}=\frac{m{v}^2}{V}$ với $V=l^3$ .

Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 12: Áp suất khí theo mô hình động học phân tử. Quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ hay khác:

• Giải Vật Lí 12 trang 49

• Giải Vật Lí 12 trang 50