Giải SBT Vật lí 12 Chân trời sáng tạo Bài 8. Áp suất - Động năng của phân tử khí

Đáp án đúng là B

Vì T ~ W$_{đ}$ ~ v$^{2}$.

Đáp án đúng là D

Áp dụng: $p=\frac{1}{3}μm\overline{{v}^{2}}$

Ta có: v tăng 4 lần, thể tích giảm $\frac{1}{2}$ thì m tăng 2 lần. Suy ra: p tăng 32 lần.

Đáp án đúng là A

Ta có: ${W}_{d}=\frac{3}{2}kT=\frac{3}{2}\cdot 1{,}38\cdot {10}^{-23}\cdot (27+273)=6{,}21\cdot {10}^{-21}J$.

Đáp án đúng là C

Số phân tử khí chứa trong hộp:

$pV=nRT=\frac{N}{{N}_{A}}.RT\Rightarrow N=\frac{pV{N}_{A}}{RT}=\frac{1{,}2\cdot {10}^{6}\cdot 0,{1}^{3}\cdot 6{,}02\cdot {10}^{23}}{8{,}31\cdot (20+273)}\approx 2{,}97\cdot {10}^{23}$

Số phân tử khí đập vào một mặt hộp: $\frac{N}{6}=4{,}95\cdot {10}^{22}$ phân tử.

a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Sai; e) Đúng; f) Đúng; g) Đúng;

h) Sai: Vì áp suất khí tác dụng lên mọi điểm là như nhau nên áp suất khí tác dụng tại mọi điểm trên vỏ quả bóng là như nhau.

Dạng đồ thị sự phụ thuộc của động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí theo nhiệt độ tuyệt đối.

a) Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng:

$n=\frac{pV}{RT}=\frac{2{,}4\cdot {10}^{5}\cdot 0{,}12}{8{,}31\cdot (27+273)}=11{,}55mol$

b) Khi nhiệt độ tăng lên đến 45 °C

– Thể tích khí trong lốp là không đổi. Áp dụng biểu thức của quá trình đẳng tích:

$\frac{{p}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{p}_{2}}{{T}_{2}}\Rightarrow {p}_{2}=\frac{{T}_{2}}{{T}_{1}}.{p}_{1}=\frac{(45+273)\cdot 2{,}4\cdot {10}^{5}}{27+273}\approx 2{,}54\cdot {10}^{5}Pa$

– Độ tăng động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử không khí do sự gia tăng nhiệt độ này là:

$\Delta {W}_{d}=\frac{3}{2}k({T}_{2}-{T}_{1})=\frac{3}{2}\cdot 1.38\cdot {10}^{-23}\cdot (45-27)\approx 3{,}73\cdot {10}^{-22}J$

c) Lốp xe (và cả khí trong lốp xe) có nhiệt độ cao hơn cả nhiệt độ bề mặt đường là do trong quá trình di chuyển, lốp xe chịu tác dụng của lực ma sát, lực cản nên lốp xe nhận công và làm tăng nội năng của nó (và của khí trong lốp xe), làm nhiệt độ tăng lên.

Áp suất khí tác dụng lên lốp xe: ${p}_{3}=\frac{{T}_{3}}{{T}_{1}}.{p}_{1}=\frac{(45+273)\cdot 2{,}4\cdot {10}^{5}}{27+273}\approx 2{,}7\cdot {10}^{5}Pa$

d) Khi áp suất khí trong lốp xe lớn hơn giá trị giới hạn của vật liệu làm lốp thì lốp bị nổ, có thể gây tai nạn.

Biện pháp làm giảm nguy cơ tai nạn do nổ lốp trong tình huống này là:

– Sau một thời gian di chuyển, cần cho xe dừng đỗ (tại những vị trí được phép) để làm giảm bớt nhiệt độ của lốp xe.

– Sử dụng bình nước mui để tưới vào lốp xe trong quá trình di chuyển.