ÁP SUẤT KHÍ THEO MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC PHÂN TỬ.
QUAN HỆ GIỮA ĐỘNG NĂNG PHÂN TỬ VÀ NHIỆT ĐỘ
I – TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Áp suất khí theo mô hình động học phân tử
a. Tác dụng của một phân tử khí lên thành bình
Xét một lượng khí gồm N phân tử chứa trong một bình lập phương có cạnh l, trong hệ tọa độ vuông góc Oxyz. Một phân tử khối lượng m chuyển động thẳng đều song song với trục Ox với tốc độ v tới va chạm đàn hồi. Sau va chạm, phân tử chuyển động theo chiều ngược lại với tốc độ có cùng độ lớn v tới thành bình đối diện.
Độ biến thiên động lượng của phân tử do va chạm có độ lớn là:
Áp suất của một phân tử khí tác dụng lên thành bình là
pm =
v: tốc độ chuyển động của phân tử
V: thể tích lượng khí
b. Tác dụng của N phân tử khí lên thành bình :
Trung bình mỗi phân tử tác dụng lên thành bình một áp suất:
Trong đó: là trung bình của các bình phương tốc độ:
Áp suất khí tác dụng lên thành bình:
Trong đó:
: khối lượng riêng của khí (kg/m3).
: mật độ phân tử.
: động năng trung bình của phân tử.
2. Mối quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ
Động năng trung bình của phân tử được xác định bằng hệ thức:
Hằng số k gọi là hằng số Boltzmann: k= 1,38.10-23 J/K
Từ hệ thức trên, rút ra kết luận:
- Động năng trung bình của phân tử tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
- Các khí có bản chất khác nhau, khối lượng khác nhau nhưng nhiệt độ như nhau thì động năng trung bình của các phân tử bằng nhau.
- Động năng trung bình của phân tử khí càng lớn thì nhiệt độ của khí càng cao.
- Vì tỉ lệ thuận với T nên ta có thể coi nhiệt độ tuyệt đối là số đo động năng trung bình của phân tử theo một đơn vị khác.
II – BÀI TẬP LUYỆN TẬP
1. Câu trắc nhiệm nhiều phương án lựa chọn ( 4,5 điểm )
Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 18. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.
(Mỗi câu trả lời đúng thí sinh được 0,25điểm)
Câu 1. Động năng trung bình của phân tử có mối liên hệ như thế nào với nhiệt độ tuyệt đối?
A. Động năng trung bình của phân tử không tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối.
B. Động năng trung bình của phân tử tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối.
C. Động năng trung bình của phân tử tỉ lệ thuận với bình phương nhiệt độ tuyệt đối.
D. Động năng trung bình của phân tử tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
Câu 2. Động năng trung bình của phân tử được xác định bằng hệ thức:
A. . B. . C. . D. .
Câu 3. Áp suất khí tác dụng lên thành bình không được xác định bằng biểu thức nào?
A. . B. . C. . D. .
Câu 4. Mật độ phân tử được xác định bởi hệ thức:
A. . B. . C. . D. .
Câu 5. Hằng số Boltzmann có giá trị bằng
A. 1,38.10-23 J/K B. 1,38.1022 J/K C. 1,38.10-22 J/K D. 1,38.1023 J/K
Câu 6. Hệ thức đúng của áp suất chất khí theo mô hình động học phân tử là
A. . B. . C. . D. .
Câu 7. Độ biến thiên động lượng của phân tử do va chạm với thành bình có độ lớn là
A. 3mv. B. mv. C. 2mv. D. 0.
Câu 8. Hai bình kín có thể tích bằng nhau đều chứa khí lí tưởng ở cùng một nhiệt độ. Khối lượng khí trong hai bình bằng nhau nhưng khối lượng một phân tử khí của bình 1 lớn gấp hai lần khối lượng một phân tử khí ở bình 2. Áp suất khí ở bình 1
A. bằng một nửa áp suất khí ở bình 2. B. gấp bốn lần áp suất khí ở bình 2.
C. gấp hai lần áp suất khí ở bình 2. D. bằng áp suất khí ở bình 2
Ta có: p = . Do đó, áp suất của khi không phụ thuộc vào khối lượng riêng rẽ của từng phân tử, mà phụ thuộc vào tổng khối lượng khí (m). 
→ Áp suất hai bình bằng nhau
Câu 9. Hệ quả nào sau đây không đúng khi nói về mối quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ?
A. Các phân tử chuyển động hỗn loạn nên tốc độ của các phân tử bằng nhau.
B. Động năng trung bình của phân tử khí càng lớn thì nhiệt độ của khí càng cao.
C. Người ta coi nhiệt độ tuyệt đối là số đo động năng trung bình của phân tử theo một đơn vị khác.
D. Các khí có bản chất khác nhau, khối lượng khác nhau nhưng nhiệt độ như nhau thì động năng trung bình của các phân tử bằng nhau.
Câu 10.  Không khí là hỗn hợp của một vài loại khí chính như nitrogen, oxygen, carbon dioxide. Sắp xếp giá trị của phân tử các chất khí này trong không khí theo thứ tự tăng dần là:
A. CO2; N2; O2. B. O2; CO2; N2. C. N2; O2; CO2. D. CO2; O2; N2.

Động năng của mỗi phân tử chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ nên trong không khí, các phân tử khí khác nhau như oxygen, carbon dioxide đều có chung nhiệt độ và có động năng bằng nhau, nhưng phân tử khối của carbon dioxide (CO2) lớn hơn của oxygen (O2) và oxygen lớn hơn của phân tử nitrogen (N2): 44 > 32 > 28 nên bình phương vận tốc trung bình của phân tử N2 sẽ lớn hơn O2 và O2 sẽ lớn hơn của CO2.
Câu 11. Áp suất khí không phụ thuộc vào đại lượng nào sau đây?
A. Khối lượng phân tử. B. Tốc độ chuyển động của phân tử.
C. Kích thước phân tử. D. Lực liên kết phân tử.
Câu 12. Người ta coi nhiệt độ là đại lượng đặc trưng cho động năng trung bình của chuyển động nhiệt của phân tử. Động năng trung bình của các phân tử cấu tạo nên vật càng lớn thì
A. thể tích của vật càng bé. B. nhiệt độ của vật càng cao.
C. thể tích của vật càng lớn. D. nhiệt độ của vật càng thấp.
Câu 13. Đun nóng khối khí trong một bình kín. Các phân tử khí
A. nở ra lớn hơn.
B. xích lại gần nhau hơn.
C. có tốc độ trung bình lớn hơn.
D. liên kết lại với nhau.
Câu 14. Nhiệt độ của một khối khí để động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí đó bằng 1,0 eV là bao nhiêu? Biết 1 eV = 1,6.10-19 J.
A. 5763 K. B. 7729,5 K. C. 2227 K. D. 4928 K.
Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử
T=
Câu 15. Khi nhiệt độ trong một bình tăng cao, áp suất của khối khí trong bình cũng tăng lên đó là vì
A. phân tử va chạm với nhau nhiều hơn.
B. số lượng phân tử tăng.
C. khoảng cách giữa các phân tử tăng.
D. phân tử khí chuyển động nhanh hơn.
Câu 16. Tổng động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí Nitrogen ( N2 ) chứa trong một khí cầu bằng  = 5, 7.10-3  J  và căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ của phân tử khí đó là v = 2.103 m/s. Khối lượng khí nitrogen trong khí cầu là:
A. 1,75.10-3 kg. B. 4,28.10-3 kg.
C. 3,92.10-3 kg. D. 2,85.10-3 kg.
Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử:
m=2,85.103 kg.
Câu 17: Động năng trung bình của phân tử khí lí tưởng ở 250C có giá trị là:
A. 4,7.10-22 J. B. 8,3.1023 J. C. 6,2.10-21 J. D. 5,8.1023 J.
Áp dụng động năng tịnh tiến trung bình của phân tử với T=25+273=298K ta được
1021 J
Câu 18. Ở nhiệt độ nào căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ các phân tử khí oxygen (O2 ) đạt tốc độ vũ trụ cấp I (7,9 km/s)?
A. 8,0.104 K. B. 7,5.104 K. C. 1,8.104 K. D. 5,2.104 K.
Ta có căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ các phân tử khí
=8,0.10 K
2. Câu trắc nghiệm đúng sai ( 4 điểm )
Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng
hoặc sai
Điểm tối đa của 01 câu hỏi là 1 điểm.
- Thí sinh chỉ lựa chọn chính xác 01 ý trong 1 câu hỏi được điểm.
- Thí sinh chỉ lựa chọn chính xác 02 ý trong 1 câu hỏi được điểm.
- Thí sinh chỉ lựa chọn chính xác 03 ý trong 1 câu hỏi được điểm.
- Thí sinh lựa chọn chính xác cả 04 ý trong 1 câu hỏi được 1 điểm
Câu 1. 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. ⟹ S
Sai vì động lượng của phân tử khí thay đổi một lượng bằng hai lần 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. ⟹ Đ
Do bỏ qua lực tương tác nên 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. ⟹ S
Theo định luật thứ 2 của Newton, lực gây ra thay đổi động lượng của phân tử khí là lực do thành bình tác dụng lên phân tử khí.
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 khác nhau. ⟹ S
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.
Câu 2. Trong các phát biểu sau đây về một lượng khí lí tưởng xác định, phát biểu nào là đúng, phát biểu nào là 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. ⟹ Đ
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. ⟹ Đ
c. Khi tốc độ của mỗi phân tử tăng lên gấp đôi, áp suất cũng tăng lên gấp đôi. ⟹ S
Áp suất tỉ lệ với bình phương vận tốc phân tử.
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. ⟹ S
Động năng trung bình tỉ lệ thuận với nhiệt độ.
Câu 3. Áp suất của khí lí tưởng là 2,00 MPa, số phân tử khí trong 1,00 cm3 là 4,84.1020
a. Mật độ phân tử của khí lí tưởng là 4,7.1026 phân tử/ m3 ⟹ S
Mật độ phân tử của khí lí tưởng là = 4,84.1026 phân tử/ m3 .
b. Động năng trung bình của phân tử khí là 6,20.10-21 J. ⟹ Đ
Từ công thức tính được 10-21 J.
c. Nhiệt độ của khí là 305K. ⟹ S
Từ công thức tính được T=299K.
d. Nếu nhiệt độ tăng gấp đôi thì tốc độ của các phân tử khí tăng . ⟹ Đ
Theo lý thuyết động học khí, tốc độ căn quân phương của phân tử khí tỉ lệ thuận với căn bậc hai của nhiệt độ tuyệt đối nên khi tăng gấp đôi nhiệt độ thì tốc độ trung bình chỉ tăng .
Câu 4. Một bình có thể tích 22,4.10-3 m3 chứa 1,00 mol khí hydrogen ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ là 0,00 °C và áp suất là 1,00 atm). Người ta bơm thêm 1,00 mol khí helium cũng ở điều kiện tiêu chuẩn vào bình này.
Cho khối lượng riêng ở điều kiện tiêu chuẩn của khí hydrogen và khí helium lần lượt là 9,00.10-2 kg/m3 và 18,0.10-2 kg/ m3.
a. Tổng khối lượng khí hydrogen và khí helium trong bình là 6,048.10-3 kg ⟹ Đ
Tổng khối lượng khí hydrogen và khí helium trong bình là
(9,00.10-2 + 18,0.10-2 ). 22,4.10-3= 6,048. 10-3 kg.
b. Khối lượng riêng của hỗn hợp khí trong bình là 22,7. 10-2 kg/ m3 ⟹ S
Khối lượng riêng của hỗn hợp khí trong bình là
10-2 kg/ m3
c. Áp suất của hỗn hợp khí lên thành bình là 3atm. ⟹ S
Áp suất khí là tổng áp suất do các phân tử tác dụng lên thành bình nên áp suất hỗn hợp khí tác dụng lên thành bình bằng tổng áp suất do khí hydrogen và do khí helium tác dụng lên thành bình: p =2 atm.
d. Giá trị trung bình của bình phương tốc độ phân tử khí trong bình là 3,25. 106 m2/ s2 ⟹ S
Giá trị trung bình của bình phương tốc độ phân tử khí trong bình là
2,24. 106 m2/ s2
3. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn ( 1,5 điểm )
Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 6
Mỗi câu trả lời đúng thí sinh được 0,25 điểm
Câu 1. Ở nhiệt độ phòng và áp suất 105 Pa, không khí có khối lượng riêng khoảng 1,29 kg/m3. Xác định giá trị trung bình của bình phương tốc độ các phân tử không khí?
Đáp án:
5
9
6
Câu 2. Động năng trung bình của phân tử khí Hydrogen ở nhiệt độ có giá trị là bao nhiêu 10-21J? (Kết quả làm tròn đến 2 chữ số thập phân).
Đáp án:
5
,
8
6
Động năng trung bình của phân tử = 1,38.10-23.283=5,86.10-21J.
Câu 3. Xét khối khí chứa trong một bình kín, biết mật độ động năng phân tử (tổng động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí trong 1m3 thể tích khí) có giá trị 10-4 J/m3. Áp suất của khí trong bình bằng bao nhiêu 10-5 Pa? (Kết quả làm tròn đến 2 chữ số thập phân)
Đáp án:
6
,
6
7
Áp suất của khí trong bình = 10-4 =6,67. 10-5 Pa
Câu 4. Tính tốc độ căn quân phương ( đơn vị m/s) trong chuyển động nhiệt của phân tử khí Helium có khối lượng mol là 4g/mol ở nhiệt độ 320K. Coi các phân tử khí là giống nhau. (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).
Đáp án:
1
4
1
2
Tốc độ căn quân phương trong chuyển động nhiệt của phân tử ==
Câu 5. Khi nhiệt độ của chất khí lí tưởng tăng lên 9 lần thì tốc độ căn quân phương của phân tử khí tăng lên bao nhiêu lần?
Đáp án:
3
Tốc độ căn quân phương của phân tử khí tỉ lệ thuận với căn bậc hai của nhiệt độ tuyệt đối nên khi tăng gấp 9 nhiệt độ thì tốc độ căn quân phương tăng 3 lần.
Câu 6. Một bình kín có thể tích 0,10 m3 chứa khí hydrogen ở nhiệt độ 25 °C và áp suất
6,0.105 Pa. Biết khối lượng của phân tử khí hydrogen là m = 0,33.10-26 kg.
Một trong các giá trị trung bình đặc trưng cho tốc độ của các phân tử khí thường dùng là căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ phân tử . Giá trị này của các phân tử hydrogen trong bình là X.103 m/s. Tìm X (viết kết quả chỉ gồm hai chữ số).
Đáp án:
6
,
2
Từ công thức: pV=NkT tính được
N= =
Áp dụng công thức ta có căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ phân tử là: m/s
III – BÀI TẬP TỰ LUYỆN
1. Câu trắc nhiệm nhiều phương án lựa chọn ( 4,5 điểm )
Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 18. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.
(Mỗi câu trả lời đúng thí sinh được 0,25 điểm)
Câu 1. Nếu nhiệt độ của khí lí tưởng chứa trong bình tăng,
A. tốc độ của từng phân tử trong bình sẽ tăng lên.
B. căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ chuyển động nhiệt của các phân tử trong bình sẽ tăng lên.
C. khoảng cách giữa các phân tử trong bình sẽ tăng lên.
D. kích thước của mỗi phân tử tăng lên.
Câu 2. Các khí có bản chất khác nhau, khối lượng khác nhau nhưng …(1)… như nhau thì động năng trung bình của các phân tử …(2)… . Điền vào chỗ trống các cụm từ thích hợp.
A. (1) áp suất; (2) khác nhau.
B. (1) mật độ phân tử; (2) khác nhau.
C. (1) nhiệt độ; (2) bằng nhau.
D. (1) nhiệt độ; (2) khác nhau.
Câu 3. Hằng số Boltzmann có giá trị bằng
A. 1,38.10-20 J/K. B. 1,38.10-24 J/K.
C. 1,38.10-23 J/K. D. 1,38.10-21 J/K.
Câu 4. Áp suất khí tác dụng lên thành bình liên hệ với mật độ phân tử và động năng trung bình của phân tử qua hệ thức nào?
A. . B. .
C. . D. .
Câu 5. Động năng trung bình của phân tử được xác định bằng hệ thức:
A. . B.
C. . D. .
Câu 6. Hệ thức đúng của áp suất chất khí theo mô hình động học phân tử là
A. . B. .
C. . D. .
Câu 7. Phát biểu nào đúng khi nói về mối quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ?
A. Động năng trung bình của phân tử không tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối.
B. Nhiệt độ tuyệt đối của khí càng lớn thì động năng trung bình của phân tử càng nhỏ.
C. Nhiệt độ tuyệt đối của khí càng lớn thì động năng trung bình của phân tử càng lớn.
D. Động năng trung bình của phân tử tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối.
Câu 8. Hệ quả nào sau đây đúng khi nói về mối quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ?
A. Động năng trung bình của phân tử khí càng nhỏ thì nhiệt độ của khí càng cao.
B. Các khí có bản chất khác nhau, khối lượng khác nhau, nhiệt độ như nhau thì động năng trung bình của các phân tử khác nhau.
C. Các phân tử chuyển động hỗn loạn nên tốc độ của các phân tử bằng nhau.
D. Người ta coi nhiệt độ tuyệt đối là số đo động năng trung bình của phân tử theo một đơn vị khác.
Câu 9. Áp suất do các phân tử khí tác dụng lên thành bình phụ thuộc như thế nào vào mật độ của các phân tử khí?
A. Khi mật độ của khí tăng thì áp suất giảm.
B. Áp suất của khí không phụ thuộc vào mật độ của các phân tử khí.
C. Khi mật độ của khí tăng thì áp suất tăng.
D. Áp suất của khí tỉ lệ nghịch với mật độ của các phân tử khí.
Câu 10.  Phát biểu nào sau đây không đúng với nội dung áp suất khí theo mô hình động học phân tử?
A. Áp suất chất khí theo mô hình động học phân tử là p= .
B. Chuyển động của phân tử khí trước và sau khi va chạm với thành bình là chuyển động thẳng đều.
C. Độ biến thiên động của phân tử do va chạm với thành bình có độ lớn 2mv.
D. Các phân tử chuyển động hỗn loạn nên tốc độ của các phân tử không bằng nhau.
Câu 11. Công thức liên hệ giữa hằng số Boltzmann k với số Avogadro NA và hằng số khí lí tưởng R là
A. R/NA. B. NAR.
C. NAR2. D. NA /R.
Câu 12. Áp suất khí không phụ thuộc vào đại lượng nào sau đây?
A. Mật độ phân tử.
B. Khối lượng phân tử.
C. Động năng trung bình của phân tử.
D. Kích thước phân tử.
Câu 13. Áp suất do các phân tử khí tác dụng lên thành bình chứa tỉ lệ nghịch với
A. thể tích bình chứa khí.
B. số phân tử khí trong một đơn vị thể tích.
C. khối lượng của mỗi phân tử khí.
D. khối lượng riêng của khí.
Câu 14. Nhiệt độ của một khối khí là 3865K thì động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí đó bằng bao nhiêu eV? Biết 1 eV = 1,6.10-19 J.
A. 0,82 eV. B. 3eV.
C. 0,5eV. D. 1,27eV.
Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử =0,8. 10-19 =0,5eV.
Câu 15. Căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ phân tử của một lượng khí lí tưởng là . Nếu nhiệt độ của lượng khí tăng gấp đôi thì giá trị này là
A. . B. .
C. . D. .
Tốc độ căn quân phương của phân tử khí tỉ lệ thuận với căn bậc hai của nhiệt độ tuyệt đối nên khi tăng gấp đôi nhiệt độ thì tốc độ trung bình tăng .
Câu 16. Căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ phân tử nitrogen ở 00C là
A. 177 m/s. B. 493 m/s.
C. 185 m/s. D. 90 m/s.
Tốc độ căn quân phương trong chuyển động nhiệt của phân tử
==
Câu 17. Động năng trung bình của phân tử khí lí tưởng ở 400C có giá trị là:
A. 6,1.10-22 J B. 4,2.1023 J.
C. 6,5.10-21 J. D. 2,8.1023 J.
Áp dụng động năng tịnh tiến trung bình của phân tử với T=40+273=313K ta được 10-21 J
Câu 18. Một khối khí ở nhiệt độ 27 0C có áp suất p = 4,5.10-9 N/m2. Hằng số Boltzmann k = 1,38.10-23 J/K. Số lượng phân tử trên mỗi lít của khối khí khoảng
A. 109. B. 107.
C. 104. D. 1012.
Từ công thức: pV=NkT tính được
N= =
2. Câu trắc nghiệm đúng sai ( 4 điểm )
Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.
Điểm tối đa của 01 câu hỏi là 1 điểm.
- Thí sinh chỉ lựa chọn chính xác 01 ý trong 1 câu hỏi được điểm.
- Thí sinh chỉ lựa chọn chính xác 02 ý trong 1 câu hỏi được điểm.
- Thí sinh chỉ lựa chọn chính xác 03 ý trong 1 câu hỏi được điểm.
- Thí sinh lựa chọn chính xác cả 04 ý trong 1 câu hỏi được 1 điểm.
Câu 1. Một khối khí đựng trong xilanh có pít-tông. Đốt nóng xilanh trong thời gian đủ dài (trong quá trình đốt pít-tông không dịch chuyển).
a. Nhiệt độ khối khí không đổi. ⟹ S
Nhiệt độ khối khí tăng lên
b. Thể tích của khối khí không đổi. ⟹ Đ
c. Động năng trung bình của phân tử khí không đổi. ⟹ S
Động năng trung bình của phân tử khí tăng
d. Áp suất khối khí tăng. ⟹ Đ
Nhiệt độ tăng nên áp suất khối khí cũng tăng.
Câu 2. Trong các phát biểu sau đây về áp suất khí lí tưởng, phát biểu nào là đúng, phát biểu nào là sai?
a. Áp suất khí tỉ lệ thuận với khối lượng phân tử. ⟹ Đ
Áp suất khí tỉ lệ thuận với khối lượng phân tử.
b. Áp suất khí tỉ lệ thuận với bình phương tốc độ chuyển động của phân tử. ⟹ Đ
c. Khi mật độ phân tử tăng lên gấp đôi, áp suất không đổi. ⟹ S
Vì áp suất khí tỉ lệ thuận với mật độ phân tử nên mật độ phân tử tăng lên gấp đôi, áp suất cũng tăng lên gấp đôi.
d. Áp suất khí không phụ thuộc vào lực liên kết phân tử. ⟹ S
Áp suất khí tỉ lệ nghịch với lực liên kết phân tử. Lực liên kết phân tử càng lớn, các phân tử khí càng khó rơi nhau, dẫn đến áp suất lên thành bình giảm.
Câu 3. Không khí chứa chủ yếu các phân tử khí nitrogen, oxygen và carbon dioxide.
a. Khối lượng mol được sắp xếp theo thứ tự tăng dần là O2 ; CO2 ; N2 . ⟹ S
Khối lượng mol của N2, O2 và CO2 lần lượt là 28 g/mol, 32 g/mol và 44 g/mol. Do đó, N2 < O2 < CO2 về khối lượng mol.
b. Trong một phòng có nhiệt độ không đổi, động năng trung bình của các phân tử khí tỉ lệ nghịch với khối lượng mol. Do đó, N2 < O2 < CO2 về động năng trung bình. ⟹ S
Động năng của mỗi phân tử chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ nên trong không khí, các phân tử khí khác nhau như oxygen, carbon dioxide đều có chung nhiệt độ và có động năng bằng nhau.
c. Bình phương vận tốc trung bình của phân tử O2 là lớn nhất. ⟹ S
Cùng động năng trung bình nhưng phân tử khối của carbon dioxide (CO2) lớn hơn của oxygen (O2) và oxygen lớn hơn của phân tử nitrogen (N2): 44 > 32 > 28 nên bình phương vận tốc trung bình của phân tử N2 sẽ lớn hơn O2 và O2 sẽ lớn hơn của CO2.
d. Tốc độ căn quân phương của phân tử CO2 là nhỏ nhất. ⟹ Đ
Vì bình phương vận tốc trung bình của phân tử N2 sẽ lớn hơn O2 và O2 sẽ lớn hơn của CO2 nên tương tự ta có tốc độ căn quân phương của CO2 là nhỏ nhất.
Câu 4. Một mẫu khí neon (Ne) được chứa trong một xilanh ở 27 °C.
a. Động năng tịnh tiến trung bình của các nguyên tử Ne ở 27 °C là 5,6.10-22 J. ⟹ S
= 1,38.10-23.300=6,21. 10-21 J.
b. Nhiệt độ của mẫu này tăng lên đến 243 °C thì động năng tịnh tiến trung bình là 1,05. 10-20 J ⟹ Đ
= 1,38.10-23.516=1,05. 10-20 J.
c. Áp suất gây ra bởi các nguyên tử Ne trong xilanh ở 243 °C thấp hơn áp suất ở 27 °C. ⟹ S
Vì n và V không đổi, áp suất tỉ lệ thuận với động năng
d. Khi nhiệt độ của chất khí lí tưởng tăng lên 4 lần thì tốc độ căn quân phương của phân tử khí tăng lên 2 lần. ⟹ Đ
Tốc độ căn quân phương của phân tử khí tỉ lệ thuận với căn bậc hai của nhiệt độ tuyệt đối nên khi tăng gấp 4 nhiệt độ thì tốc độ căn quân phương tăng 2 lần.
3. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn ( 1,5 điểm )
Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 6
Mỗi câu trả lời đúng thí sinh được 0,25 điểm
Câu 1. Ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ là 0,00 °C và áp suất là 1,00 atm), khối lượng riêng của khí hydrogen là 9,00.10-2 kg/m3. Giá trị trung bình của bình phương tốc độ các phân tử khí hydrogen là X. 106 m2/ s2. Tìm X (viết kết quả làm tròn 2 chữ số thập phân).
Đáp án:
3
,
3
6
Giá trị trung bình của bình phương tốc độ phân tử khí là
3,36. 106 m2/ s2
Câu 2. Một chiếc xe tải vượt qua sa mạc Safari. Chuyến đi bắt đầu vào sáng sớm khi nhiệt độ là
3,0 °C. Đến giữa trưa, nhiệt độ tăng lên đến 42 °C. Coi khí trong lốp xe có nhiệt độ như ngoài trời. Độ tăng động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử khí do sự gia tăng nhiệt độ này có giá trị là bao nhiêu 10-21J? (Kết quả làm tròn đến 2 chữ số thập phân).
Đáp án:
9
,
5
2
Ta có độ tăng động năng: = 1,38.10-23.(42 – 3)=9,52.10-21J.
Câu 3. Bình có dung tích 5,0 lít chứa một loại khí đơn nguyên tử ở nhiệt độ 300K và áp suất 10-5 mmHg. Số phân tử khí trong bình là X.1015. Tìm X (Kết quả làm tròn đến 2 chữ số thập phân)
Đáp án:
1
,
6
1
Đổi 10-5 mmHg= 1,33. 10-3 Pa.
Từ công thức: pV=NkT tính được
N= =
Câu 4. Tính tốc độ căn quân phương ( đơn vị m/s) trong chuyển động nhiệt của phân tử khí Nitrogen có khối lượng mol là 28g/mol ở nhiệt độ 200K. Coi các phân tử khí là giống nhau. (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).
Đáp án:
4
2
2
Tốc độ căn quân phương trong chuyển động nhiệt của phân tử
==
Câu 5. Ở nhiệt độ (độ Kelvin) nào vận tốc trung bình của phân tử oxygen đạt 540km/h? (Kết quả làm tròn 1 chữ số thập phân).
Đáp án:
2
8
,
9
Đổi 540km/h=150m/s
Ta có căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ các phân tử khí =
28,9 K
Câu 6. Một chất khí mà các phân tử có tốc độ căn quân phương là 1760 m/s ở 00C. Tốc độ căn quân phương ở 10000C là bao nhiêu m/s? (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).
Đáp án:
3
8
0
0
Tốc độ căn quân phương của phân tử khí tỉ lệ thuận với căn bậc hai của nhiệt độ tuyệt đối
nên
IV– BÀI TẬP THEO MỨC ĐỘ :
1. Câu trắc nhiệm nhiều phương án lựa chọn ( 4,5 điểm )
Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 18. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.
(Mỗi câu trả lời đúng thí sinh được 0,25điểm)
A. Mức độ NHẬN BIẾT – THÔNG HIỂU
Câu 1: Động năng trung bình của một phân tử khí tỉ lệ thuận với đại lượng nào sau đây?
A. Khối lượng phân tử khí
B. Tốc độ phân tử khí
C. Nhiệt độ tuyệt đối
D. Thể tích khí
⟹ Đáp án đúng: C
Giải thích:
Động năng trung bình của phân tử khí được tính bằng công thức , trong đó ​​ tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối T.
Câu 2: Hằng số Boltzmann có giá trị là:
A. 1.38× J/K
B. 1.38×J/K
C. 8.31×J/K
D. 8.31×J/K
⟹ Đáp án đúng: A
Giải thích:
Hằng số Boltzmann kkk có giá trị 1.38×J/K, dùng để liên hệ giữa động năng trung bình và nhiệt độ tuyệt đối.
Câu 3: Trong một bình khí, phân tử khí có động năng trung bình ​​ được tính theo công thức:
A
B
C
D+
⟹ Đáp án đúng: B
Giải thích:
Động năng trung bình của phân tử khí được tính bằng công thức
Câu 4: Khi một phân tử khí va chạm đàn hồi với thành bình, độ biến thiên động lượng của phân tử là:
A. mv
B. −mv
C. 2mv
D. 0
⟹ Đáp án đúng: C
Giải thích:
Độ biến thiên động lượng của phân tử do va chạm là 2m, vì phân tử đổi chiều chuyển động và động lượng thay đổi từ +mv thành −mv.
Câu 5: Áp suất khí trong bình được tính bằng công thức nào sau đây?
A. p=
B. p=
C. p=
D. p=
⟹ Đáp án đúng: A
Giải thích: Áp suất khí trong bình được tính bằng công thức p=​, dựa trên động lượng của các phân tử va chạm với thành bình.
Câu 6: Đơn vị của hằng số Boltzmann là:
A. J/m²·K
B. J·K
C. J/K
D. K·m²
⟹ Đáp án đúng: C
Giải thích:
Hằng số Boltzmann có đơn vị là J/K, dùng để liên hệ giữa năng lượng và nhiệt độ.
Câu 7: Để xác định động năng trung bình của một phân tử khí, ta cần biết:
A. Nhiệt độ tuyệt đối và số phân tử
B. Nhiệt độ tuyệt đối và khối lượng phân tử
C. Tốc độ phân tử và thể tích khí
D. Khối lượng phân tử và thể tích khí
⟹ Đáp án đúng: B
Giải thích:
Để tính động năng trung bình của phân tử khí, cần biết nhiệt độ và khối lượng phân tử.
Câu 8: Động năng trung bình của phân tử khí tăng khi:
A. Nhiệt độ giảm
B. Thể tích giảm
C. Nhiệt độ tăng
D. Khối lượng tăng
⟹ Đáp án đúng: C
Giải thích:
Động năng trung bình của phân tử khí tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối, vì vậy khi nhiệt độ tăng, động năng trung bình cũng tăng.
Câu 9: Trong công thức ​​ đại diện cho:
A. Động năng trung bình của phân tử khí
B. Tổng năng lượng của khí
C. Khối lượng phân tử khí
D. Áp suất khí
⟹ Đáp án đúng: A
Giải thích:
​​ là động năng trung bình của phân tử khí
Câu 10: Để tính toán động năng trung bình của phân tử khí, ta cần:
A. Nhiệt độ và số phân tử khí
B. Tốc độ phân tử và thể tích khí
C. Nhiệt độ và khối lượng phân tử
D. Khối lượng phân tử và thể tích khí
⟹ Đáp án đúng: C
Giải thích:
Động năng trung bình của phân tử khí phụ thuộc vào nhiệt độ và khối lượng phân tử.
Câu 11: Đối với một lượng khí nhất định, khi nhiệt độ tăng, áp suất khí trong bình:
A. Giảm
B. Tăng
C. Không thay đổi
D. Không xác định được
⟹ Đáp án đúng: B
Giải thích:
Khi nhiệt độ tăng, động năng trung bình của các phân tử khí tăng, dẫn đến áp suất khí trong bình cũng tăng theo.

onthicaptoc.com Cac dang bai tap bai AP SUAT KHI THEO MO HINH DONG HOC