Lý thuyết Mô hình động học phân tử chất khí Vật lí lớp 12 (Kết nối tri thức)

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 8: Mô hình động học phân tử chất khí

I. Chuyển động và tương tác của các phân tử chất khí

1. Chuyển động Brown trong chất khí

- Chuyển động Brown là chuyển động ngẫu nhiên của các hạt rất nhẹ trong chất lỏng hoặc chất khí do sự va chạm với các phân tử khác và với thành bình chứa.

- Quỹ đạo của chuyển động Brown là những đường gấp khúc bất kì.

- Chuyển động Brown chứng tỏ các phân tử chất khí chuyển động hỗn loạn, không ngừng. Nhiệt độ càng cao, các phân tử khí chuyển động càng nhanh.

Khi chuyển động hỗn loạn, các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm thành bình nên gây ra áp suất lên thành bình chứa. Khi nhiệt độ tăng, áp suất khí tác dụng lên thành bình tăng. Khi đó tốc độ trung bình của các phân tử được xác định: $\overline{v}=\frac{v_1+v_2+\dots +v_n}{n}$

2. Tương tác giữa các phân tử khí

Giữa các phân tử khí cũng có lực đẩy và lực hút, gọi chung là lực liên kết. Khoảng cách giữa các phân tử ở thể khí rất lớn so với ở thể lỏng và thể rắn nên lực liên kết giữa các phân tử ở thể khí rất yếu so với ở thể lỏng và thể rắn.

II. Mô hình động học phân tử chất khí

Thuyết động học phân tử chất khí hay còn gọi là mô hình động học phân tử chất khí gồm những nội dung chính sau:

• Chất khí gồm tập hợp rất nhiều các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.

• Các phân tử khí luôn chuyển động hỗn loạn, không ngừng. Nhiệt độ càng cao, các phân tử khí chuyển động càng nhanh.

• Khi chuyển động hỗn loạn, các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm thành bình nên gây ra áp suất lên thành bình chứa.

Từ thuyết động học phân tử chất khí ta thấy các phân tử di chuyển theo đường thẳng và chỉ thay đổi hướng khi chúng va chạm với các phân tử khác hoặc với thành bình chứa. Va chạm giữa các phân tử có tính đàn hồi.

III. Khí lí tưởng

1. Các phân tử khí được coi là các chất điểm, không tương tác với nhau khi chưa va chạm.

2. Các phân tử khí tương tác khi va chạm với nhau và va chạm với thành bình. Các va chạm này là va chạm hoàn toàn đàn hồi.

Mô hình trên bỏ qua thể tích của phân tử khí, bỏ qua tương tác của các phân tử khi chưa va chạm và coi va chạm là hoàn toàn đàn hồi làm cho việc mô tả các hiện tượng về chất khí trở nên đơn giản, dễ dàng. Chất khí trong mô hình trên được gọi là khí lí tưởng.

Sơ đồ tư duy Mô hình động học phân tử chất khí

Trắc nghiệm: Mô hình động học phân tử chất khí

PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 7. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ lựa chọn một phương án.

Câu 1: Trong thí nghiệm Brown (do nhà bác học Brown, người Anh thực hiện năm 1827) người ta quan sát được

A. Các phân tử nước chuyển động hỗn độn không ngừng về mọi phía.

B. Các nguyên tử nước chuyển động hỗn độn không ngừng về mọi phía.

C. Các hạt phấn hoa chuyển động hỗn độn không ngừng về mọi phía.

D. Các phân tử và nguyên tử nước chuyển động hỗn độn không ngừng về mọi phía.

Câu 2: Chuyển động của các hạt phấn hoa trong thí nghiệm của Brown chứng tỏ

A. hạt phấn hoa hút và đẩy các phân tử nước.

B. các phân tử nước hút và đẩy hạt phấn hoa.

C. các phân từ nước lúc thì đứng yên, lúc thì chuyển động.

D. các phân tử nước không đứng yên mà chuyển động không ngừng.

Câu 3: Hãy phán đoán xem, trong thí nghiệm Brown, nếu ta tăng nhiệt độ của nước thì các hạt phấn hoa chuyển động như thế nào?

A. Ngừng chuyển động.

B. Chuyển động chậm hơn.

C. Chuyển động nhanh hơn.

D. Chuyển động không đổi.

Câu 4: Khi xịt nước hoa ở một góc của căn phòng thì ta vẫn ngửi được hương thơm ở một vị trí khác, vì

A. quạt máy thổi hương thơm bay xa hơn.

B. nồng độ hương thơm trong lọ quá nhiều.

C. khi xịt nước hoa ra khỏi lọ, nước hoa sẽ ở thể hơi nên các hạt chuyển động tự do khắp căn phòng. Vì thế, ta ngửi được hương thơm ở khắp nơi trong căn phòng.

D. Tất cả các ý trên đều sai.

Câu 5: Theo thuyết động học phân tử chất khí thì điều nào sau không đúng?

A. Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ của chất khí càng thấp.

B. Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.

C. Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào thành bình gây ra áp suất lên thành bình.

D. Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào nhau.

Câu 6: Áp suất của chất khí lên thành bình chứa là do

A. các phân tử chất khí va chạm vào nhau.

B. các phân tử chất khí đẩy nhau.

C. các phân tử chất khí va chạm nhau và không va chạm vào thành bình chứa.

D. khi chuyển động hỗn loạn, các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình chứa.

Câu 7: Khí lí tưởng là chất khí

A. Có khối lượng riêng lớn.

B. dễ bị nén khi tăng áp suất.

C. trong đó các phân tử được coi là chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm.

D. trong đó phân tử khí có kích thước bằng khoảng cách giữa chúng.

PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai

Câu hỏi: Các phát biểu sau đây đúng hay sai:

a) Hình dạng và thể tích của một lượng khí là hình dạng và thể tích của bình chứa nó.

b) Chất khí có tính bành trướng vì chiếm toàn bộ thể tích của bình chứa nó.

c) Khi áp suất tác dụng lên một lượng khí tăng thì thể tích của khí giảm đáng kể.

d) Chất khí có khối lượng riêng nhỏ so với chất rắn và chất lỏng.

PHẦN III. Câu trả lời ngắn.

Câu hỏi: Một phân tử khí lí tưởng đang chuyển động qua tâm một bình cầu có đường kính d = 0,10 m. Trong mỗi giây, phân tử này va chạm vào thành bình cầu 4000 lần. Coi rằng phân tử này chỉ va chạm với thành bình và tốc độ của phân tử là không đổi sau mỗi va chạm. Tốc độ chuyển động trung bình của phân tử khí trong bình là bao nhiêu m/s?

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Vật lí 12 sách Kết nối tri thức, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 9: Định luật Boyle

Lý thuyết Bài 10: Định luật Charles

Lý thuyết Bài 11: Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

Lý thuyết Bài 12: Áp suất khí theo mô hình động học phân tử. Quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ

Lý thuyết Bài 14: Từ trường

Xem thêm tài liệu Vật lí lớp 12:

Giải Vật lí 12 Bài 8: Mô hình động học phân tử chất khí

Giải SBT Vật lí 12 Bài 8: Mô hình động học phân tử chất khí

Giáo án Mô hình động học phân tử chất khí lớp 12

Giáo án điện tử Mô hình động học phân tử chất khí lớp 12