Lời giải Giải SGK 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

Câu 1

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

- 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.

Câu 2

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

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.

Câu 3

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Câu 4

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Từ hệ thức 12.1 có: $p=\frac{1}{3}\frac{Nm}{V}\overline{{v}^{2}}\Rightarrow pV=\frac{1}{3}Nm\overline{{v}^{2}}=$ hằng số.

Vậy hệ thức này phù hợp với định luật Boyle.

Câu 5

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Vì mật độ phân tử càng lớn thì chúng gây ra áp suất lên thành bình càng lớn, động năng càng lớn thì tốc độ va chạm càng mạnh, áp suất càng cao.

Câu 6

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có:

\{\begin{matrix}pV=nRT \\ p=\frac{2}{3}μ\overline{{E}_{d}}\end{matrix}\Rightarrow \frac{nRT}{V}=\frac{2}{3}μ\overline{{E}_{d}}\Rightarrow \overline{{E}_{d}}=\frac{3}{2}\frac{nRT}{μV}=\frac{3}{2}\frac{nRT}{\frac{N}{V}.V}=\frac{3}{2}\frac{R}{{N}_{A}}T

Câu 7

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Từ các hệ thức 12.2 và 12.3 có: $p=\frac{2}{3}μ\overline{{E}_{d}}=\frac{2}{3}μ.\frac{3}{2}kT=μkT\Rightarrow \frac{p}{T}=μk=$ hằng số.

Do đó, áp suất trong quá trình đẳng tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ.

Câu 8

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Câu 9

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Trong quá trình đẳng tích, cùng một lượng khí không đổi, khi nhiệt độ tăng thì chuyển động nhiệt của các phân tử khí tăng lên, va chạm với thành bình nhiều hơn nên áp suất khí tạo ra tăng lên.