Bài tập chương Thuyết động học phân tử các chất khí và định luật phân bố - Vật lý I (PH1110) | Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

lOMoAR cPSD| 40551442 BÀI TẬP CHƯƠNG:
THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CÁC CHẤT KHÍ
VÀ ĐỊNH LUẬT PHÂN BỐ
Sách Bài tập Vật lý ại cương, Tập I, phần Cơ – Nhiệt, xuất bản năm 1987 Bài tập:
8-1. có 1g khí hydro đựng trong một bình có thể tích 4lit. Tìm mật độ phân tử của chất khí đó.
8-2. Trong một bình thể tích 2lit, chứa 10g khí Oxy ở áp suất 680mmHg. Tìm:
a) Vận tốc căn quân phương của phân tử khí?
b) Số phân tử khí chứa trong bình.
c) Khối lượng riêng của khối khí?
8-3. Khối lượng riêng của một chất khí là = 6.10-2kg/m3, vận tốc căn
quân phương của các phân tử khí này là 500m/s. Tìm áp suất của khối khí
tác dụng lên thành bình?
8-4. Trong một bình thể tích 3dm3, chứa 4.10-6kg khí Heli, 7.10-5kg khí
Nito và 5.1021 phân tử khí Hydro. Tìm áp suất của hỗn hợp chất khí ó nếu
nhiệt ộ của nó là 27oC?
8-5. Có 1kg khí lưỡng nguyên tử, chiếm thể tích V=10cm3 ở áp suất p=
40mmHg và nhiệt ộ t=27oC.
Hãy tìm năng lượng chuyển ộng nhiệt và số phân tử của khối khí này? 8-6.
Hãy chứng minh rằng ối với một khối khí xác ịnh, tích số pV bằng: a) 2/3
nội năng của khối khí, nếu chất khí ó là ơn nguyên tử.
b) 2/5 nội năng của khối khí, nếu chất khí ó là lưỡng nguyên tử.
8-7. Có 20g khí Oxy ở nhiệt ộ 20oC. Hãy tìm: a)
Năng lượng chuyển ộng của khối khí? b)
Phần năng lượng ứng với chuyển ộng tịnh tiến của các phân tử trong khối khí? c)
Phần năng lượng ứng với chuyển ộng quay của các phân tử trong khối khí?
8-8. Tổng ộng năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí Nito chứa trong một
khí cầu thể tích 0,02m3 bằng 5.103J và vận tốc căn quân phương của một phân tử khí ó là 2.103m/s.
a) Tìm khối lượng khí Nito chứa trong khí cầu?
b) áp suất khí tác dụng lên thành khí cầu?
8-9. Có 12g khí Oxy ựng trong một bình kín. Khi hơ nóng ến nhiệt ộ 700oC
thì có 40% phân tử phân ly thành các nguyên tử. Tính ộng năng trung bình
của chuyển ộng nhiệt của các hạt khí ó?
8-10. Tìm vận tốc trung bình , vận tốc căn quân phương của các phân tử khí trong một bình có chứa: lOMoAR cPSD| 40551442
N1 = 1000 phân tử chuyển ộng với vận tốc v1 = 100m/s
N2 = 5000 phân tử chuyển ộng với vận tốc v2 = 200m/s
N3 = 20000 phân tử chuyển ộng với vận tốc v3 = 300m/s
N4 = 4000 phân tử chuyển ộng với vận tốc v4 = 400m/s
N5 = 1000 phân tử chuyển ộng với vận tốc v5 = 500m/s
N6 = 500 phân tử chuyển ộng với vận tốc v6 = 600m/s
8-11. Tìm vận tốc trung bình, vận tốc căn quân phương và vận tốc có xác
suất lớn nhất của các phân tử khí Oxy ở 132oC.
8-12. Có 20g chất khí a nguyên tử chứa trong một bình kín. Tổng ộng năng
trung bình của các phân tử khí ó là: 3,2kJ. Tìm vận tốc căn quân phương của các phân tử khí ó?
8-13. Tìm vận tốc căn quân phương của các phân tử khí nếu biết khối lượng
riêng của nó là = 3.10-2kg/m3 và áp suất do nó tác dụng lên thành bình là p= 3,6.103N/m2.
8-14. Khi khí Heli có áp suất 2.104N/m2 thì trong 1cm3 khí có chứa 5.1010
phân tử. Hãy xác ịnh vận tốc căn quân phương của các phân tử khí Heli trong iều kiện ó.
8-15. Có bao nhiêu phần trăm phân tử khí Nito ở 7oC có vận tốc nằm trong
khoảng từ 500 ến 510 m/s?
8-16. Có bao nhiêu phần trăm phân tử khí Oxy có vận tốc khác với vận tốc
xác suất lớn nhất không quá 10m/s ở những nhiệt ộ sau: a) 0oC b) 300oC.
8-17. Trong một khối khí chứa n phân tử. Hỏi có bao nhiêu phần trăm phân tử khí
chuyển ộng với vận tốc:
a) Lớn hơn vận tốc có xác suất lớn nhất?
b) Bé hơn vận tốc có xác suất lớn nhất?
8-18. Tìm ộ cao h so với mặt biển ể mật ộ không khí giảm i: a) 2 lần. b) e lần.
Cho biết nhiệt ộ của không khí không phụ thuộc vào ộ cao và bằng 0oC, khối lượng
của 1kilomol không khí là 29kg/kmol.
8-19. Ở ộ cao nào thì mật ộ của một chất khí chỉ bằng 50% mật ộ của chất khí ó ở
mặt biển. Nhiệt ộ chất khí xem như không ổi theo chiều cao và bằng 0oC.
Giải bài toán trong trường hợp khí ó là : a) Không khí. b) Hydro.
8-20. Áp suất của không khí trên một ỉnh núi cao 1000m giảm i bao nhiêu lần so
với áp suất của không khí ở trên mặt biển? Nhiệt ộ chất khí xem như không ổi theo chiều cao và bằng 27oC?
8-21. Trên ộ cao h bằng bao nhiêu thì mật ộ của Oxy giảm i 1%? Biết nhiệt ộ của Oxy là 27oC. lOMoAR cPSD| 40551442
8-22. Trong không gian giữa các ngôi sao, trung bình trong 15cm3 chỉ chứa 1 phân
tử khí. Tính quãng ường tự do trung bình của các phân tử khí ó, biết rằng ường
kính hiệu dụng của mỗi phân tử khí là 2,3.10-10m.
8-23. Trong một bình thể tích 1dm3chứa 2g khí Heli. Xác ịnh quãng ường tự do
trung bình của các phân tử khí?
8-24. Hãy tìm khoảng thời gian trung bình giữa hai va chạm liên tiếp của các phân
tử khí Hydro ở áp suất 13,3N/m2 và nhiệt ộ 100oC?
8-25. Hãy xác ịnh vận tốc căn quân phương của các phân tử khí acgon ở áp suất
105N/m2 nếu biết quãng ường tự do trung bình của chúng là 10-7m.
8-26. Nén oạn nhiệt một khối khí lưỡng nguyên tử, ở cuối quá trình nén nhiệt ộ của
nó tăng lên gấp ôi. Xác ịnh quãng ường tự do trung bình của các phân tử ở cuối
quá trình nén, nếu quãng ường tự do trung bình của chúng lúc ầu là 107m
8-27. Trong một bình hình cầu ường kính l = 0,4m chứa khí Nito ở nhiệt ộ 20oC.
Hỏi áp suất của khí bằng bao nhiêu ể các phân tử khí không va chạm nhau. Đường
kính hiệu dụng của các phân ử khí Nito là 3,1.10-10m.
8-28. vận tốc căn quân phương của các phân tử khí bằng 900m/s. Quãng ường tự
do trung bình của chúng trong iều kiện ó là 4.10-6m. Xác ịnh số va chạm trung bình
của phân tử khí ó trong 1 giây?
8-29. Quãng ường tự do trung bình của các phân tử khí Hydro ở một áp suất nào ó
và ở nhiệt ộ 21oC bằng 9.10-8m. Do nén ẳng nhiệt áp suất của khí tăng lên 3 lần.
Tìm số va chạm trung bình của phân tử khí Hydro trong một giây ở cuối quá trình nén?
8-30. Xác ịnh hệ số khuếch tán của Oxy ở iều kiện bình thường? ( t= 0oC, p= 760mmHg )