Nội dung bài viết

    Xem thêm

    Lý thuyết 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

    Tóm tắt lý thuyết Vật lí lớp 12 Bài 12: Áp suất khí theo mô hình động học phân tử. Quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ hay, chi tiết sách Kết nối tri thức sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt Vật lí 12.

    1 246 09/10/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Lý thuyết 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

    I. Áp suất khí theo mô hình động học phân tử

    1. Tác dụng của một phân tử khí lên thành bình

    Áp suất khí tác dụng lên thành bình càng tăng khi các phân tử khi chuyển động nhiệt càng nhanh, khối lượng và mật độ phân tử khí càng lớn.

    Lý thuyết Vật Lí 12 Kết nối tri thức Bài 12: Áp suất khí theo mô hình động học phân tử. Quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ

    Từ phương trình trạng thái khí lí tưởng ta có:

    pV=nRT=NNA⋅RT=NRNAT=NkBT (1)

    Trong đó kB=RNA=8,316,023.1023=1,38⋅10−23JK là hằng số Boltzmann.

    Xét hình lập phương có cạnh dài l chứa n mol khí lý tưởng. Một phân tử có khối lượng m chuyển động vận tốc v→ va chạm với bức tường được tô màu có diện tích S như hình vẽ bên.

    Độ biến thiên động lượng: Δp=Δmv=mvx−−mvx=2mvvx

    Gọi ∆t là khoảng thời gian giữa hai lần va chạm liên tiếp Δt=2lvx

    Lực do một phân tử tác dụng lên thành bình có độ lớn: F=ΔpΔt=2mvxΔt=mvx2l

    2. Tác dụng của N phân tử khí lên thành bình

    Vậy tổng lực do N phân tử tác dụng lên thành bình: F=∑iNFi=∑iNmvix2l=ml∑iNvix2.

    Giá trị trung bình tổng các lực do N phân tử tác dụng là: F¯=Nml∑iNvix2¯=Nmv¯x2l (2)

    Vì phân tử có tốc độ trung bình như nhau theo cả ba hướng nên vx2¯=vy2¯=vz2¯.

    Do đó trung bình của bình phương tốc độ được viết là v2¯=vx2¯+vy2¯+vz2¯=3vx2¯ thay vào (2) ta được biểu thức: F¯=Nmvx2¯l=Nmv2¯3l

    Vậy áp suất tác dụng lên thành bình là: p=FS=Nmv2¯3Sl=Nmv2¯3V⇒pV=13Nmv2¯ (3)

    II. Mối quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ

    Từ (1) và (3) ta có: ⇒13Nm2=NkBT

    Do đó động năng trung bình của một phân tử là Wd¯=12mv2¯=32kBT.

    kB là hằng số Boltzmann, kB = 1,38.10-23 J/K

    Căn bậc hai của v2¯ là v2¯ được gọi là tỗc độ căn quân phương của phân tử hay còn gọi tốc độ căn bậc hai trung bình của phân tử khí, kí hiệu vrms=v2¯.

    Sơ đồ tư duy Áp suất khí theo mô hình động học phân tử. Quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ

    Lý thuyết 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 (ảnh 1)

    Tham khảo các loạt bài Vật lí 12 khác:

    Bài viết cùng lớp mới nhất

    Xem thêm
    1 246 09/10/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Xem thêm các chương trình khác: