22 trang 7 lượt tải

Các Dạng Toán Bài Áp Suất Khí Theo Mô Hình Động Lực Phân Tử Vật Lí 12 Có Lời Giải

14

Các Dạng Toán Bài Áp Suất Khí Theo Mô Hình Động Lực Phân Tử Vật Lí 12 Có Lời Giải. Tài liệu gồm 22 trang. Mời các bạn tham khảo

Chủ đề: Tài liệu chung Vật Lí 12 73 tài liệu

Môn: Vật Lí 12 395 tài liệu

Tác giả:

Profile

jang linh

4 ngày trước
Danh sách Quiz
/22
Trang 1
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
Xt mt lưng kh gm N phân t cha trong mt bnh lp phương c cnh l, trong h ta đ vuông gc
Oxyz. Mt phân t khi lưng m chuyn đng thng đu song song vi trc Ox vi tc đ v ti va chm đn
hi. Sau va chm, phân t chuyn đng theo chiu ngưc li vi tc đ c cng đ ln v ti thnh bnh đi
din.
Đ bin thiên đng lưng ca phân t do va chm c đ ln l:

󰇍

󰇛

󰇜


p sut ca mt phân t kh tc dng lên thnh bnh l
p
m
=
v: tc đ chuyn đng ca phân t
V: th tch lưng kh
b. Tác dụng của N phân tử khí lên thành bình :
Trung bnh mi phân t tc dng lên thnh bnh mt p sut:
Trong đ:
l trung bnh ca cc bnh phương tc đ:
p sut kh tc dng lên thnh bnh:


Trong đ:
: khi lưng riêng ca kh (kg/m
3
).
: mt đ phân t.

: đng năng trung bnh ca phân t.
2. Mối quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ
Đng năng trung bnh ca phân t đưc xc đnh bng h thc:
Trang 2

Hng s k gi l hng s Boltzmann: k= 1,38.10
-23
J/K
T h thc trên, rt ra kt lun:
- Đng năng trung bnh ca phân t t l thun vi nhit đ tuyt đi.
- Cc kh c bn cht khc nhau, khi lưng khc nhau nhưng nhit đ như nhau th đng năng trung bnh ca
cc phân t bng nhau.
- Đng năng trung bnh ca phân t kh cng ln th nhit đ ca kh cng cao.
- V
t l thun vi T nên ta c th coi nhit đ tuyt đi l s đo đng năng trung bnh ca phân t theo
mt đơn v khc.
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. Đng năng trung bnh ca phân t c mi liên h như th no vi nhit đ tuyt đi?
A. Đng năng trung bnh ca phân t không t l vi nhit đ tuyt đi.
B. Đng năng trung bnh ca phân t t l nghch vi nhit đ tuyt đi.
C. Đng năng trung bnh ca phân t t l thun vi bnh phương nhit đ tuyt đi.
D. Đng năng trung bnh ca phân t t l thun vi nhit đ tuyt đi.
Câu 2. Đng năng trung bnh ca phân t đưc xc đnh bng h thc:
A.
. B.
. C.
. D.
.
Câu 3. p sut kh tc dng lên thnh bnh không đưc xc đnh bng biu thc no?
A.

. B.

. C.
. D.
.
Câu 4. Mt đ phân t đưc xc đnh bởi h thc:
A.
. B.
. C.
. D.
.
Câu 5. Hng s Boltzmann c gi tr bng
A. 1,38.10
-23
J/K B. 1,38.10
22
J/K C. 1,38.10
-22
J/K D. 1,38.10
23
J/K
Câu 6. H thc đng ca p sut cht kh theo mô hnh đng hc phân tl
A.

. B.

. C. 
. D.

.
Câu 7. Đ bin thiên đng lưng ca phân t do va chm vi thnh bnh c đ ln l
A. 3mv. B. mv. C. 2mv. D. 0.
Câu 8. Hai bnh kn c th tch bng nhau đu cha kh l tưởng ở cng mt nhit đ. Khi lưng kh trong
hai bnh bng nhau nhưng khi lưng mt phân t kh ca bnh 1 ln gp hai lần khi lưng mt phân t kh
ở bnh 2. p sut kh ở bnh 1
A. bng mt na p sut kh ở bnh 2. B. gp bn lần p sut kh ở bnh 2.
C. gp hai lần p sut kh ở bnh 2. D. bng p sut kh ở bnh 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. H qu no sau đây không đúng khi ni v mi quan h giữa đng năng phân t v nhit đ?
A. Cc phân t chuyn đng hn lon nên tc đ ca cc phân t bng nhau.
B. Đng năng trung bnh ca phân t kh cng ln th nhit đ ca kh cng cao.
C. Người ta coi nhit đ tuyt đi l s đo đng năng trung bnh ca phân t theo mt đơn v khc.
D. Cc kh c bn cht khc nhau, khi lưng khc nhau nhưng nhit đ như nhau th đng năng trung bnh
ca cc phân t bng nhau.
Trang 3
Câu 10. Không kh l hn hp ca mt vi loi kh chnh như nitrogen, oxygen, carbon dioxide. Sp xp giá
tr
ca phân t cc cht kh ny trong không kh theo th t tăng dần l:
A. CO
2
; N
2
; O
2
. B. O
2
; CO
2
; N
2
. C. N
2
; O
2
; CO
2
. D. CO
2
; O
2
; N
2
.
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 (CO
2
) lớn hơn của oxygen (O
2
) và oxygen lớn hơn của phân tử nitrogen (N
2
): 44 > 32 > 28 nên bình
phương vận tốc trung bình của phân tử N
2
sẽ lớn hơn O
2
và O
2
sẽ lớn hơn của CO
2
.
Câu 11. p sut kh không ph thuc vo đi lưng no sau đây?
A. Khi lưng phân t. B. Tc đ chuyn đng ca phân t.
C. Kch thưc phân t. D. Lc liên kt phân t.
Câu 12. Người ta coi nhit đ l đi lưng đặc trưng cho đng năng trung bnh ca chuyn đng nhit ca
phân t. Đng năng trung bnh ca cc phân t cu to nên vt cng ln th
A. th tch ca vt cng b. B. nhit đ ca vt cng cao.
C. th tch ca vt cng ln. D. nhit đ ca vt cng thp.
Câu 13. Đun nng khi kh trong mt bnh kn. Cc phân t kh
A. nở ra ln hơn.
B. xch li gần nhau hơn.
C. c tc đ trung bnh ln hơn.
D. liên kt li vi nhau.
Câu 14. Nhit đ ca mt khi kh đ đng năng tnh tin trung bnh ca cc phân t kh đ bng 1,0 eV l
bao nhiêu? Bit 1 eV = 1,6.10
-19
J.
A. 5763 K. B. 7729,5 K. C. 2227 K. D. 4928 K.
Động năng tnh tiến trung bình của phân tử

T=







Câu 15. Khi nhit đ trong mt bnh tăng cao, p sut ca khi kh trong bnh cũng tăng lên đ l v
A. phân t va chm vi nhau nhiu hơn.
B. s lưng phân t tăng.
C. khong cch giữa cc phân t tăng.
D. phân t kh chuyn đng nhanh hơn.
Câu 16. Tổng đng năng tnh tin trung bnh ca cc phân t kh Nitrogen ( N
2
) cha trong mt kh cầu
bng
= 5, 7.10
-3
J và căn bc hai ca trung bnh bnh phương tc đ ca phân t kh đ l v = 2.10
3
m/s.
Khi lưng kh nitrogen trong khí cầu l:
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 tnh tiến trung bình của phân tử:
m=



󰇛

󰇜
2,85.10
3
kg.
Câu 17: Đng năng trung bnh ca phân t kh l tưởng ở 25
0
C c gi tr l:
A. 4,7.10
-22
J. B. 8,3.10
23
J. C. 6,2.10
-21
J. D. 5,8.10
23
J.
Áp dụng động năng tnh tiến trung bình của phân tử
 với T=25+273=298K ta được
 10
21
J
Câu 18. nhit đ no căn bc hai ca trung bnh bnh phương tc đ cc phân t kh oxygen (O
2
) đt tc đ
vũ tr cp I (7,9 km/s)?
A. 8,0.10
4
K. B. 7,5.10
4
K. C. 1,8.10
4
K. D. 5,2.10
4
K.
Ta có căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ các phân tử khí
Trang 4
=








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 dng công thc tính áp sut cht khí t mô hnh đng hc phân t khí, trong các phát biu
sau đây, pht biu no l đng, pht biu nào là sai?
a. Trong thời gian giữa hai va chm liên tip vi thnh bnh, đng lưng ca phân t kh thay đổi mt lưng
bng tch khi lưng phân t v tc đ trung bnh ca n. 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 chm vi thnh bnh, phân t kh chuyn đng thng đu. Đ
Do bỏ qua lực tương tác nên giữa hai va chạm với thành bình, phân tử khí chuyển động thẳng đều.
c. Lc gây ra thay đổi đng lưng ca phân t kh l lc do phân t kh tc dng lên thnh bnh. S
Theo đnh 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. Cc phân t kh chuyn đng không c phương ưu tiên, s phân t đn va chm vi cc mặt ca thnh bnh
trong mi giây l 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 biu sau đây v mt lưng kh l tưởng xc đnh, phát biu no l đng, pht biu nào
là sai?
a. p sut ca kh tăng lên bng cch lm tăng nhit đ ở th tch không đổi, tương ng đng năng trung bnh
ca cc phân t đã tăng theo s tăng nhit đ. Đ
b. Khi giữ nhit đ không đổi, d th tch tăng, p sut gim nhưng đng năng trung bnh ca cc phân t vẫn
không thay đổi. Đ
c. Khi tc đ ca mi phân t tăng lên gp đôi, p sut cũng tăng lên gp đôi. S
Áp suất tỉ lệ với bình phương vận tốc phân tử.
d. Khi khi kh gim nhit đ, tương ng đng năng trung bnh ca cc phân t kh cũng gim nhưng gim
chm hơn s gim nhit đ. S
Động năng trung bình tỉ lệ thuận với nhiệt độ.
Câu 3. Áp sut ca kh l tưởng là 2,00 MPa, s phân t khí trong 1,00 cm
3
là 4,84.10
20
a. Mt đ phân t ca kh l tưởng là 4,7.10
26
phân t/ m
3
S
Mật độ phân tử của khí lí tưởng là
= 4,84.10
26
phân tử/ m
3
.
b. Đng năng trung bnh ca phân t kh l 6,20.10
-21
J. Đ
Từ công thức

tính được


 10
-21
J.
c. Nhit đ ca kh l 305K. S
Từ công thức
 tính được T=299K.
d. Nu nhit đ tăng gp đôi th tc đ ca cc phân t kh tăng
. Đ
Trang 5
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. Mt bnh c th tch 22,4.10
-3
m
3
cha 1,00 mol khí hydrogen ở điu kin tiêu chuẩn (nhit đ l 0,00
°C v p sut l 1,00 atm). Người ta bơm thêm 1,00 mol kh helium cũng ở điu kin tiêu chuẩn vo bnh ny.
Cho khi lưng riêng ở điu kin tiêu chuẩn ca kh hydrogen v kh helium lần lưt l 9,00.10
-2
kg/m
3
và
18,0.10
-2
kg/ m
3
.
a. Tổng khi lưng kh hydrogen v kh helium trong bnh l 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. Khi lưng riêng ca hn hp kh trong bnh l 22,7. 10
-2
kg/ m
3
S
Khối lượng riêng của hỗn hợp khí trong bình là





10
-2
kg/ m
3
c. p sut ca hn hp kh lên thnh bnh l 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. Gi tr trung bnh ca bnh phương tc đ phân t kh trong bnh l 3,25. 10
6
m
2
/ s
2
S
Giá tr trung bình của bình phương tốc độ phân tử khí trong bình là



2,24. 10
6
m
2
/ s
2
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. nhit đ phòng v p sut 10
5
Pa, không kh c khi lưng riêng khong 1,29 kg/m
3
. Xc đnh gi
tr trung bnh ca bnh phương tc đ cc phân t không kh?
Đáp án:
5
9
6









Câu 2. Đng năng trung bnh ca phân t khHydrogen ở nhit đ 
c gi tr l bao nhiêu 10
-21
J? (Kt
qu lm tròn đn 2 chữ s thp phân).
Đáp án:
5
,
8
6
Động năng trung bình của phân tử
=
1,38.10
-23
.283=5,86.10
-21
J.
Câu 3. Xt khi kh cha trong mt bnh kn, bit mt đ đng năng phân t (tổng đng năng tnh tin trung
bnh ca cc phân t kh trong 1m
3
th tch kh) c gi tr 10
-4
J/m
3
. p sut ca kh trong bnh bng bao nhiêu
10
-5
Pa? (Kt qu lm tròn đn 2 chữ s thp phân)
Đáp án:
6
,
6
7
Áp suất của khí trong bình

=
10
-4
=6,67. 10
-5
Pa
Câu 4. Tnh tc đ căn quân phương ( đơn v m/s) trong chuyn đng nhit ca phân t kh Helium c khi
lưng mol l 4g/mol ở nhit đ 320K. Coi cc phân t kh l ging nhau. (Kt qu lm tròn đn hng đơn v).
Đáp án:
1
4
1
2
Trang 6
Tốc độ căn quân phương trong chuyển động nhiệt của phân tử
=

=




Câu 5. Khi nhit đ ca cht kh l tưởng tăng lên 9 lần th tc đ căn quân phương ca phân t kh 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. Mt bnh kn c th tch 0,10 m
3
cha kh hydrogen ở nhit đ 25 °C v p sut
6,0.10
5
Pa. Bit khi lưng ca phân t kh hydrogen l m = 0,33.10
-26
kg.
Mt trong cc gi tr trung bnh đặc trưng cho tc đ ca cc phân t kh thường dng l căn bc hai ca trung
bnh bnh phương tc đ phân t
. Gi tr ny ca cc phân t hydrogen trong bnh lX.10
3
m/s. Tìm X
(vit kt qu ch gm hai chữ s).
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. Nu nhit đ ca kh l tưởng cha trong bnh tăng,
A. tc đ ca tng phân t trong bình sẽ tăng lên.
B. căn bc hai ca trung bnh bnh phương tc đ chuyn đng nhit ca các phân t trong bnh sẽ tăng lên.
C. khong cách giữa các phân t trong bnh sẽ tăng lên.
D. kch thưc ca mi phân t tăng lên.
Câu 2. Các khí có bn cht khác nhau, khi lưng khc nhau nhưng …(1)… như nhau th đng năng trung
bình ca các phân t …(2)… . Đin vo ch trng cc cm t thch hp.
A. (1) p sut; (2) khc nhau.
B. (1) mt đ phân t; (2) khc nhau.
C. (1) nhit đ; (2) bng nhau.
D. (1) nhit đ; (2) khc nhau.
Câu 3. Hng s Boltzmann có giá tr bng
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. p sut kh tc dng lên thnh bnh liên h vi mt đ phân t v đng năng trung bnh ca phân t
qua h thc no?
A. 
. B.

.
C.
. D.
.
Câu 5. Đng năng trung bnh ca phân t đưc xc đnh bng h thc:
A.
. B.

Trang 7
C.
. D.
.
Câu 6. H thc đng ca p sut cht kh theo mô hnh đng hc phân tl
A. 
. B.

.
C.

. D.

.
Câu 7. Pht biu no đúng khi nói v mi quan h giữa đng năng phân t và nhit đ?
A. Đng năng trung bnh ca phân t không t l vi nhit đ tuyt đi.
B. Nhit đ tuyt đi ca kh cng ln th đng năng trung bnh ca phân t cng nh.
C. Nhit đ tuyt đi ca kh cng ln th đng năng trung bnh ca phân t cng ln.
D. Đng năng trung bnh ca phân t t l nghch vi nhit đ tuyt đi.
Câu 8. H qu no sau đây đúng khi ni v mi quan h giữa đng năng phân t v nhit đ?
A. Đng năng trung bnh ca phân t kh cng nh th nhit đ ca kh cng cao.
B. Cc kh c bn cht khc nhau, khi lưng khc nhau, nhit đ như nhau th đng năng trung bnh ca cc
phân t khc nhau.
C. Cc phân t chuyn đng hn lon nên tc đ ca cc phân t bng nhau.
D. Người ta coi nhit đ tuyt đi l s đo đng năng trung bnh ca phân t theo mt đơn v khc.
Câu 9. p sut do cc phân t kh tc dng lên thnh bnh ph thuc như thno vo mt đ ca cc phân t
khí?
A. Khi mt đ ca kh tăng th p sut gim.
B. p sut ca kh không ph thuc vo mt đ ca cc phân t kh.
C. Khi mt đ ca kh tăng th p sut tăng.
D. p sut ca kh t l nghch vi mt đ ca cc phân t kh.
Câu 10. Pht biu no sau đây không đúng vi ni dung p sut kh theo mô hnh đng hc phân t?
A. Áp sut cht kh theo mô hnh đng hc phân t là p=

.
B. Chuyn đng ca phân t kh trưc và sau khi va chm vi thành bình là chuyn đng thng đu.
C. Đ bin thiên đng ca phân t do va chm vi thnh bnh c đ ln 2mv.
D. Các phân t chuyn đng hn lon nên tc đ ca các phân t không bng nhau.
Câu 11. Công thc liên h giữa hng s Boltzmann k vi s Avogadro N
A
v hng s kh l tưởng R l
A. R/N
A.
B. N
A
R.
C. N
A
R
2
. D. N
A
/R.
Câu 12. Áp sut khí không ph thuc vo đi lưng no sau đây?
A. Mt đ phân t.
B. Khi lưng phân t.
C. Đng năng trung bnh ca phân t.
D. Kch thưc phân t.
Câu 13. p sut do cc phân t kh tc dng lên thnh bnh cha t l nghch vi
A. th tch bnh cha kh.
B. s phân t kh trong mt đơn v th tch.
C. khi lưng ca mi phân t kh.
D. khi lưng riêng ca kh.
Câu 14. Nhit đ ca mt khi kh l 3865K th đng năng tnh tin trung bnh ca cc phân t kh đ bng
bao nhiêu eV? Bit 1 eV = 1,6.10
-19
J.
A. 0,82 eV. B. 3eV.
C. 0,5eV. D. 1,27eV.
Động năng tnh tiến trung bình của phân tử
 =0,8. 10
-19
=0,5eV.
Câu 15. Căn bc hai ca trung bnh bnh phương tc đ phân t ca mt lưng kh l tưởng l
. Nu
nhit đ ca lưng kh tăng gp đôi th gi tr ny l
Trang 8
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 bc hai ca trung bnh bnh phương tc đ phân t
nitrogen ở 0
0
C l
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. Đng năng trung bnh ca phân t kh l tưởng ở 40
0
C c gi tr l:
A. 6,1.10
-22
J B. 4,2.10
23
J.
C. 6,5.10
-21
J. D. 2,8.10
23
J.
Áp dụng động năng tnh tiến trung bình của phân tử
 với T=40+273=313K ta được
 10
-
21
J
Câu 18. Mt khi khí ở nhit đ 27
0
C có áp sut p = 4,5.10
-9
N/m
2
. Hng s Boltzmann k = 1,38.10
-23
J/K.
S lưng phân t trên mi lt ca khi khí khong
A. 10
9
. B. 10
7
.
C. 10
4
. D. 10
12
.
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. Mt khi kh đng trong xilanh c pt-tông. Đt nng xilanh trong thời gian đ di (trong qu trnh
đt pt-tông không dch chuyn).
a. Nhit đ khi kh không đổi. S
Nhiệt độ khối khí tăng lên
b. Th tch ca khi kh không đổi. Đ
c. Đng năng trung bnh ca phân t kh không đổi. S
Động năng trung bình của phân tử khí tăng
d. p sut khi kh tăng. Đ
Nhiệt độ tăng nên áp suất khối khí cng tăng.
Câu 2. Trong các phát biu sau đây v p sut kh l tưởng, phát biu no l đng, pht biu nào là sai?
a. p sut kh t l thun vi khi lưng phân t. Đ
Áp suất khí tỉ lệ thuận với khối lượng phân tử.
b. p sut kh t l thun vi bnh phương tc đ chuyn đng ca phân t. Đ
c. Khi mt đ phân t tăng lên gp đôi, p sut 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 cng tăng lên gấp
đôi.
d. p sut kh không ph thuc vo lc liên kt phân t. S
Trang 9
Áp suất khí tỉ lệ nghch 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 cha ch yu các phân t khí nitrogen, oxygen và carbon dioxide.
a. Khi lưng mol đưc sp xp theo th t tăng dần l O
2 ;
CO
2
; N
2
. S
Khối lượng mol của N
2
, O
2
và CO
2
lần lượt là 28 g/mol, 32 g/mol và 44 g/mol. Do đó, N
2
< O
2
< CO
2
về khối
lượng mol.
b. Trong mt phòng c nhit đ không đổi, đng năng trung bnh ca cc phân t kh t l nghch vi khi
lưng mol. Do đ, N
2
< O
2
< CO
2
v đng năng trung bnh. 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. Bnh phương vn tc trung bnh ca phân t O
2
l ln nht. S
Cng động năng trung bình nhưng phân tử khối của carbon dioxide (CO
2
) lớn hơn của oxygen (O
2
) và oxygen
lớn hơn của phân tử nitrogen (N
2
): 44 > 32 > 28 nên bình phương vận tốc trung bình của phân tử N
2
sẽ lớn
hơn O
2
và O
2
sẽ lớn hơn của CO
2
.
d. Tc đ căn quân phương ca phân t CO
2
l nh nht. Đ
Vì bình phương vận tốc trung bình của phân tử N
2
sẽ lớn hơn O
2
và O
2
sẽ lớn hơn của CO
2
nên tương tự ta có
tốc độ căn quân phương của CO
2
là nhỏ nhất.
Câu 4. Mt mẫu kh neon (Ne) đưc cha trong mt xilanh ở 27 °C.
a. Đng năng tnh tin trung bnh ca cc nguyên t Ne ở 27 °C l 5,6.10
-22
J. S
=
1,38.10
-23
.300=6,21. 10
-21
J.
b. Nhit đ ca mẫu ny tăng lên đn 243 °C th đng năng tnh tin trung bnh l 1,05. 10
-20
J Đ
=
1,38.10
-23
.516=1,05. 10
-20
J.
c. p sut gây ra bởi cc nguyên t Ne trong xilanh ở 243 °C thp hơn p sut ở 27 °C. S
Vì n và V không đổi, áp suất tỉ lệ thuận với động năng
d. Khi nhit đ ca cht kh l tưởng tăng lên 4 lần th tc đ căn quân phương ca phân t kh 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. điu kin tiêu chuẩn (nhit đ l 0,00 °C v p sut l 1,00 atm), khi lưng riêng ca kh hydrogen
là 9,00.10
-2
kg/m
3
. Gi tr trung bnh ca bnh phương tc đ cc phân t kh hydrogen l X. 10
6
m
2
/ s
2
. Tm
X (vit kt qu lm tròn 2 chữ s thp phân).
Đáp án:
3
,
3
6
Giá tr trung bình của bình phương tốc độ phân tử khí là




3,36. 10
6
m
2
/ s
2
Câu 2. Mt chic xe ti vưt qua sa mc Safari. Chuyn đi bt đầu vo sng sm khi nhit đ l
3,0 °C. Đn giữa trưa, nhit đ tăng lên đn 42 °C. Coi kh trong lp xe c nhit đ như ngoi trời. Đ tăng
đng năng tnh tin trung bnh ca mt phân t kh do s gia tăng nhit đ ny c gi tr l bao nhiêu 10
-21
J?
(Kt qu lm tròn đn 2 chữ s thp phân).
Trang 10
Đáp án:
9
,
5
2
Ta có độ tăng động năng: 
󰇛
󰇜=
1,38.10
-23
.(42 – 3)=9,52.10
-21
J.
Câu 3. Bnh c dung tch 5,0 lt cha mt loi kh đơn nguyên t ở nhit đ 300K v p sut 10
-5
mmHg. S
phân t kh trong bnh l X.10
15
. Tm X (Kt qu lm tròn đn 2 chữ s thp 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. Tnh tc đ căn quân phương ( đơn v m/s) trong chuyn đng nhit ca phân t kh Nitrogen c khi
lưng mol l 28g/mol ở nhit đ 200K. Coi cc phân t kh lging nhau. (Kt qu lm tròn đn hng đơn
v).
Đáp án:
4
2
2
Tốc độ căn quân phương trong chuyển động nhiệt của phân tử
=

=




Câu 5. nhit đ (đ Kelvin) no vn tc trung bnh ca phân t oxygen đt 540km/h? (Kt qu lm tròn 1
chữ s thp 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. Mt cht kh m cc phân t c tc đ căn quân phương l 1760 m/s ở 0
0
C. Tc đ căn quân phương ở
1000
0
C l bao nhiêu m/s? (Kt qu lm tròn đn hng đơn v).
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 )
Th sinh tr lời t câu 1 đn câu 18. Mi câu hi th sinh ch chn mt phương n.
(Mi câu tr lời đng th sinh đưc 0,25đim)
Trang 11
A. Mức độ NHẬN BIẾT – THÔNG HIỂU
Câu 1: Đng năng trung bnh ca mt phân t kh t l thun vi đi lưng no sau đây?
A. Khi lưng phân t kh
B. Tc đ phân t kh
C. Nhit đ tuyt đi
D. Th tch kh
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: Hng s Boltzmann c gi tr l:
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 tr 1.38×

J/K, dng để liên hệ giữa động năng trung bình và nhiệt độ
tuyệt đối.
Câu 3: Trong mt bnh kh, phân t kh c đng năng trung bnh
đưc tnh theo công thc:
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 mt phân t kh va chm đn hi vi thnh bnh, đ bin thiên đng lưng ca phân t l:
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: p sut kh trong bnh đưc tnh bng công thc no sau đây?
A. p=

B. p=


C. p=

D. p=


Đáp án đúng: A
Trang 12
Giải thích: p sut kh trong bnh đưc tnh bng công thc p=

, da trên đng lưng ca cc phân t
va chm vi thnh bnh.
Câu 6: Đơn v ca hng s Boltzmann l:
A. J/m²·K
B. J·K
C. J/K
D. K·m²
Đáp án đúng: C
Giải thích:
Hằng số Boltzmann có đơn v là J/K, dng để liên hệ giữa năng lượng và nhiệt độ.
Câu 7: Đ xc đnh đng năng trung bnh ca mt phân t kh, ta cần bit:
A. Nhit đ tuyt đi v s phân t
B. Nhit đ tuyt đi v khi lưng phân t
C. Tc đ phân t v th tch kh
D. Khi lưng phân t v th tch kh
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: Đng năng trung bnh ca phân t kh tăng khi:
A. Nhit đ gim
B. Th tch gim
C. Nhit đ tăng
D. Khi lưng 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 cng tăng.
Câu 9: Trong công thc

đi din cho:
A. Đng năng trung bnh ca phân t kh
B. Tổng năng lưng ca kh
C. Khi lưng phân t kh
D. p sut kh
Đáp án đúng: A
Giải thích:

l đng năng trung bnh ca phân t kh
Câu 10: Đ tnh ton đng năng trung bnh ca phân t kh, ta cần:
A. Nhit đ v s phân t kh
B. Tc đ phân t v th tch kh
C. Nhit đ v khi lưng phân t
D. Khi lưng phân t v th tch kh
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: Đi vi mt lưng kh nht đnh, khi nhit đ tăng, p sut kh trong bnh:
A. Gim
B. Tăng
C. Không thay đổi
D. Không xc đnh đưc
Đáp án đúng: B
Trang 13
Giải thích:
Khi nhiệt độ tăng, động năng trung bình của các phân tử khí tăng, dẫn đến áp suất khí trong bình cng tăng
theo.
Câu 12: Công thc no sau đây l đng đ tnh p sut kh trong bnh?
A. p=

B. p=


C. p=

D. p=

Đáp án đúng: A
Giải thích:
Áp suất khí được tính p=

, dựa trên số phân tử, nhiệt độ và thể tích khí.
Câu 13: Đơn v ca đng năng trung bnh ca mt phân t kh l:
A. J/K
B. J
C. K
D. m²/s²
Đáp án đúng: B
Giải thích:
Động năng trung bình có đơn v là Joule (J), vì nó là năng lượng.
Câu 14: Đ tnh ton trung bnh bnh phương tc đ ca cc phân t kh, ta cần:
A. Nhit đ v s phân t
B. Khi lưng phân t v nhit đ
C. Khi lưng phân t v tc đ
D. Tc đ ca cc phân t
Đáp án đúng: D
Giải thích:
Trung bình bình phương tốc độ
được tính dựa trên tốc độ của các phân tử khí.
Câu 15: Nu nhit đ ca kh tăng gp đôi, đng năng trung bnh ca phân t kh sẽ:
A. Tăng gp đôi
B. Tăng gp bn lần
C. Gim mt na
D. Không thay đổi
Đáp án đúng: B
Giải thích:
Động năng trung bình Eđ tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối, nên nếu nhiệt độ tăng gấp đôi, động năng trung
bình sẽ tăng gấp bốn lần.
Câu 16: p sut kh trong mt bnh cha tỷ l thun vi:
A. Khi lưng phân t kh
B. Nhit đ tuyt đi ca kh
C. Tc đ phân t kh
D. Th tch ca bnh
Đáp án đúng: B
Giải thích:
Áp suất khí trong bình tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của khí, theo công thức p=

Câu 17: Đ giữ p sut kh không đổi khi th tch gim, bn cần:
A. Tăng nhit đ
B. Gim nhit đ
Trang 14
C. Tăng khi lưng kh
D. Gim s phân t kh
Đáp án đúng: A
Giải thích:
Để giữ áp suất không đổi khi thể tích giảm, cần phải tăng nhiệt độ vì áp suất và thể tích có mối quan hệ tỷ lệ
nghch trong đnh luật khí lý tưởng.
Câu 18: Khi nhit đ tăng, đng năng trung bnh ca phân t kh trong mt bnh cha:
A. Không thay đổi
B. Gim
C. Tăng
D. Thay đổi không xc đnh
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 cng tăng.
Câu 19: Trong mt h thng kh lý tưởng, mi quan h giữa p sut v nhit đ đưc biu diễn qua công thc
no sau đây?
A
B
C
D
Đáp án đúng: A
Giải thích:
Trong một hệ thống khí lý tưởng, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ theo công thức

Câu 20: Nu khi lưng phân t kh tăng, nh hưởng ca n đn p sut kh trong bnh sẽ l:
A. p sut tăng
B. p sut gim
C. p sut không thay đổi
D. Không th xc đnh
Đáp án đúng: C
Giải thích:
Áp suất khí trong bình không phụ thuộc trực tiếp vào khối lượng phân tử khí mà phụ thuộc vào số phân tử khí,
nhiệt độ và thể tích.
Câu 21: Đ tnh ton nhit đ ca kh t đng năng trung bnh, bn s dng công thc:
A


B

C


D


Đáp án đúng: C
Giải thích:
Nhiệt độ của khí từ động năng trung bình được tính bằng công thức

Câu 22: Trong điu kin no đng năng trung bnh ca phân t kh không thay đổi?
A. Nhit đ không thay đổi
B. Th tch không thay đổi
C. p sut không thay đổi
D. Khi lưng phân t thay đổi
Trang 15
Đáp án đúng: A
Giải thích:
Động năng trung bình của phân tử khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ, vì vậy động năng sẽ không thay đổi nếu nhiệt
độ không thay đổi.
Câu 23: Khi phân t kh va chm vi thnh bnh, mi quan h giữa đng năng ca phân t v p sut kh l:
A. Đng năng tỷ l nghch vi p sut
B. Đng năng không nh hưởng đn p sut
C. Đng năng tỷ l thun vi p sut
D. Đng năng v p sut không c mi liên h
Đáp án đúng: C
Giải thích:
Động năng trung bình của phân tử khí liên quan trực tiếp đến áp suất khí, vì áp suất là kết quả của các va
chạm của phân tử với thành bình.
Câu 24: Mt bnh kh c th tch V cha N phân t kh vi khi lưng phân t m v tc đ trung bnh bnh
phương
. Nu nhit đ ca kh tăng gp đôi, đng năng trung bnh ca phân t kh sẽ thay đổi như th no?
A. Tăng gp đôi
B. Tăng gp bn lần
C. Gim mt na
D. Không thay đổi
Đáp án đúng: B
Giải thích:
Động năng trung bình của phân tử khí tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Nếu nhiệt độ tăng gấp đôi, động
năng trung bình cng tăng gấp bốn lần (
).
Câu 25: Mt bnh kh vi th tch V cha kh ở nhit đ T. Nu th tch ca bnh gim mt na v nhit đ
giữ nguyên, p sut ca kh sẽ thay đổi như th no?
A. Tăng gp đôi
B. Gim mt na
C. Tăng gp bn lần
D. Gim mt phần tư
Đáp án đúng: C
Giải thích:
Áp suất khí tỷ lệ nghch với thể tích khi nhiệt độ không thay đổi. Khi thể tích giảm một nửa, áp suất tăng gấp
đôi, và vì áp suất cng tỷ lệ thuận với nhiệt độ, áp suất sẽ tăng gấp bốn lần.
Câu 26: Nu khi lưng phân t kh tăng trong khi nhit đ v th tch giữ nguyên, nh hưởng ca n đn p
sut kh trong bnh sẽ như th no?
A. p sut tăng
B. p sut gim
C. p sut không thay đổi
D. Không th xc đnh
Đáp án đúng: C
Giải thích:
Áp suất khí không phụ thuộc vào khối lượng phân tử mà phụ thuộc vào số phân tử, nhiệt độ và thể tích.
Câu 27: Trong mt bnh kh, th tch kh giữ nguyên nhưng s phân t kh tăng gp đôi. Điu ny sẽ nh
hưởng đn p sut kh như th no nu nhit đ giữ nguyên?
A. p sut gim mt na
B. p sut tăng gp đôi
C. p sut không thay đổi
D. Không th xc đnh
Đáp án đúng: B
Giải thích:
Trang 16
Áp suất khí tỉ lệ thuận với số phân tử khí khi thể tích và nhiệt độ giữ nguyên. Nếu số phân tử tăng gấp đôi, áp
suất cng tăng gấp đôi.
Câu 28: Nu mt lưng kh trong bnh c th tch V đưc lm lnh t nhit đ T xung nhit đ
v th tch
giữ nguyên, p sut ca kh sẽ thay đổi như th no?
A. Gim mt na
B. Tăng gp đôi
C. Gim mt phần tư
D. Tăng gp bn lần
Đáp án đúng: A
Giải thích:
Áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Nếu nhiệt độ giảm một nửa, áp suất giảm một nửa (p
T).
Câu 29: Nu khi lưng phân t kh tăng gp đôi nhưng nhit đ v th tch giữ nguyên, đng năng trung
bnh ca phân t kh sẽ thay đổi như th no?
A. Tăng gp đôi
B. Tăng gp bn lần
C. Gim mt na
D. Không thay đổi
Đáp án đúng: D
Giải thích:
Động năng trung bình của phân tử khí tỉ lệ với nhiệt độ và không phụ thuộc vào khối lượng phân tử

Câu 30: Mt bnh kh cha N phân t kh c khi lưng m v nhit đ T. Nu khi lưng phân t kh gim
mt na trong khi nhit đ v th tch giữ nguyên, p sut ca kh sẽ thay đổi như th no?
A. Không thay đổi
B. Gim mt na
C. Tăng gp đôi
D. Tăng gp bn lần
Đáp án đúng: A
Giải thích:
Áp suất khí trong bình không phụ thuộc vào khối lượng phân tử khí, chỉ phụ thuộc vào số phân tử, nhiệt độ và
thể tích.
B. Mức độ VẬN DỤNG – VẬN DỤNG CAO
Câu 1: Mt bnh kh c th tch V=2
cha N=1×

phân t kh ở nhit đ T=300K. p sut ca kh
trong bnh l bao nhiêu? (Hng s Boltzmann k=1.38×

J/K)
A. 2.07 Pa
B. 1.38×10³ Pa
C. 4.14×10² Pa
D. 2.07×10² Pa
Đáp án đúng: B
Giải thích:
Áp suất khí được tính bằng công thức

 

Câu 2: Tc đ trung bnh bnh phương ca phân t khí trong mt bình có nhit đ T=400K là bao nhiêu, nu
khi lưng phân t khí là  

? (Hng s Boltzmann  

)
A. 6.21×10⁴ m²/s²
B. 3.45×10⁴ m²/s²
C. 2.76×10⁴ m²/s²
D. 1.38×10⁴ m²/s²
Đáp án đúng: A
Trang 17
Giải thích:
Tốc độ trung bình bình phương được tính bằng công thức

󰇛


󰇜




Câu 3: Nu th tch ca bnh kh l 1
v p sut l 1×
Pa, s phân t khí trong bình là bao nhiêu ở
nhit đ 300K? (Hng s Boltzmann 

)
A. 2.24×10²⁵
B. 1.72×10²⁵
C. 4.14×10²⁴
D. 3.45×10²⁵
Đáp án đúng: A
Giải thích:
Sử dụng công thức




Câu 4: Đng năng trung bnh ca phân t khí ở nhit đ 350K là bao nhiêu? (Hng s Boltzmann


)
A. 2.41×10⁻²¹ J
B. 1.93×10⁻²¹ J
C. 3.45×10⁻²¹ J
D. 1.04×10⁻²¹ J
Đáp án đúng: B
Giải thích:
Động năng trung bình được tính bằng công thức
 

Câu 5: Tc đ trung bnh bnh phương ca phân t kh ti nhit đ 350K l bao nhiêu nu khi lưng phân t
là 

kg? (Hng s Boltzmann  

)
A. 1.35×10⁴ m²/s²
B. 2.49×10⁴ m²/s²
C. 3.45×10⁴ m²/s²
D. 4.35×10⁴ m²/s²
Đáp án đúng: B
Giải thích:
Tốc độ trung bình bình phương được tính bằng công thức


Câu 6: Mt bnh kh c th tch 
v cha kh vi p 
 ti nhit đ 350K. Tnh năng lưng đng
hc tổng cng ca tt c các phân t khí trong bình. (Hng s Boltzmann 


)
A. 3.45×

J
B. 2.25×

J
C. 1.38×

J
D. 5.52×

J
Đáp án đúng: B
Giải thích:
Năng lượng động học tổng cộng của các phân tử khí được tính bằng 
. Trước tiên, tính số phân tử
khí trong bình bằng công thức





 

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
Trang 18
Câu 1: Xem xt cc đi lưng liên quan đn p sut ca cht kh trong h thng. Cc đi lưng ny l P,V,T
và n, đi din cho p sut, th tch, nhit đ v s mol cht kh. Dưi đây l cc nhn đnh v cc đi lưng
này:
a. Nu nhit đ ca mt lưng cht kh không đổi v th tch gim, th p sut ca cht kh sẽ tăng. Đ Đây
là ứng dụng của đnh luật Boyle, theo đó áp suất của một lượng chất khí không đổi về nhiệt độ và số mol sẽ tỷ
lệ nghch với thể tích. Nếu thể tích giảm, áp suất sẽ tăng.
b. Trong mt h thng kh lý tưởng, nu s mol ca cht kh tăng trong khi nhit đ v th tch không đổi, th
p sut ca kh sẽ tăng tỷ l thun vi s mol. Đ
Đây là ứng dụng của đnh luật Avogadro, theo đó áp suất của khí lý tưởng tỷ lệ thuận với số mol khi nhiệt độ
và thể tích không đổi. Công thức là P
n nếu T và V không đổi.
c. Khi th tch ca cht kh tăng trong khi nhit đ v s mol giữ nguyên, p sut ca kh sẽ tăng tỷ l nghch
vi th tch. S
Đây cng là ứng dụng của đnh luật Boyle. Khi thể tích tăng, áp suất giảm tỷ lệ nghch với thể tích nếu nhiệt
độ và số mol giữ nguyên.
d. Khi s mol ca cht kh tăng v th tích gim trong khi nhit đ không đổi, áp sut ca khí sẽ thay đổi theo
đnh lý
 Đ
Đây là sự kết hợp của đnh luật Boyle và đnh luật Avogadro. Khi nhiệt độ không đổi, áp suất P tỷ lệ thuận
với số mol nnn và tỷ lệ nghch với thể tích V.
Câu 2: Trong mt th nghim, bn đang nghiên cu p sut v đng năng ca phân t kh trong mt bnh kn.
Cc thông s v nhn đnh như sau:
a. Khi nhit đ ca kh tăng, đng năng trung bnh ca phân t kh sẽ tăng tỷ l thun vi nhit đ. Đ
Theo công thức
, động năng trung bình của phân tử khí tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Khi nhiệt
độ tăng, động năng trung bình cng tăng theo tỷ lệ này.
b. p sut kh trong bnh sẽ gim nu s phân t kh trong bnh tăng m th tch v nhit đ không đổi.
S
Theo đnh luật khí lý tưởng

, khi số phân tử khí (hoặc số mol) tăng trong khi thể tích và nhiệt độ
không thay đổi, áp suất sẽ tăng, không giảm.
c. Đi vi mt kh lý tưởng, đng năng trung bnh ca cc phân t kh l như nhau nu cc kh c cng nhit
đ, bt k khi lưng phân t ca chng khc nhau. Đ
Động năng trung bình của phân tử khí phụ thuộc vào nhiệt độ tuyệt đối và không phụ thuộc vào khối lượng
phân tử. Công thức
 chỉ ra rằng động năng trung bình của các phân tử khí giống nhau nếu nhiệt độ
giống nhau.
d. Đ so snh p sut ca hai kh lý tưởng trong cng mt bnh, không cần bit nhit đ hoặc th tch ca
bnh, ch cần bit s lưng phân t ca mi kh. S
Áp suất của khí phụ thuộc vào nhiệt độ, thể tích và số phân tử theo đnh luật khí lý tưởng

. Do đó, để
so sánh áp suất, cần phải biết cả nhiệt độ và thể tích của bình.
Câu 3: Trong mt th nghim v kh lý tưởng, cc thông s v nhn đnh sau đây đưc đưa ra:
a. Nu th tch ca bnh gim trong khi nhit đ v s phân t kh không đổi, p sut kh trong bnh sẽ tăng
theo tỷ l thun vi th tch. S
Theo đnh luật Boyle
, khi thể tích giảm trong khi nhiệt độ và số phân tử khí không đổi, áp suất sẽ tăng
tỷ lệ nghch với thể tích, không phải tỷ lệ thuận.
b. Khi nhit đ ca kh tăng, đng năng trung bnh ca cc phân t kh cũng tăng, dẫn đn p sut kh trong
bnh tăng nu th tch không đổi. Đ
Khi nhiệt độ tăng, động năng trung bình của phân tử khí tăng, dẫn đến tăng vận tốc phân tử và làm tăng áp
suất khí
Trang 19
c. Nu th tch bnh tăng v s phân t kh gim trong khi nhit đ không đổi, p sut kh sẽ gim theo tỷ l tỷ
l thun vi s phân t. S
Theo đnh luật khí lý tưởng

, nếu số phân tử khí giảm và thể tích tăng trong khi nhiệt độ không đổi, áp
suất sẽ giảm theo tỷ lệ tỷ lệ nghch với số phân tử và thể tích, không phải tỷ lệ thuận với số phân tử.
d. Đ đo p sut ca kh trong phòng th nghim, không cần phi đo nhit đ v th tch ca bnh nu bit s
lưng phân t kh. S
Để xác đnh áp suất của khí, cần phải biết cả nhiệt độ và thể tích của bình, không chỉ số lượng phân tử khí.
Theo đnh luật khí lý tưởng

, cả nhiệt độ và thể tích đều ảnh hưởng đến áp suất.
Câu 4: Mt bnh cha kh lý tưởng c th tch V=15 lt, s mol kh l n=3mol, v nhit đ ca kh l T=290K.
S dng hng s kh lý tưởng R=8.314J/(mol\K).
Xem xt cc nhn đnh sau:
a. Nu s mol kh trong bnh tăng lên 6 mol trong khi nhit đ v th tch không đổi, th p sut kh sẽ tăng
gp đôi. Đ
Áp suất khí được tính bằng công thức


.
b. Nu th tch bnh gim đi 5 lt trong khi s mol v nhit đ giữ nguyên, th p sut kh sẽ tăng lên 3
. S







c. Nu nhit đ ca kh gim xung còn 270K trong khi s mol v th tch tăng lên 50%, th p sut kh sẽ
tăng lên S






󰉘
d. Khi th tch ca bnh tăng lên 20 lt trong khi s mol giữ nguyên, p sut kh sẽ gim xung bng mt na
p sut ban đầu th nhit đ lc đ gần 
 Đ







Câu 5. Mt h thng cha 

phân t kh lý tưởng ở nhit đ T=300K. S dng hng s
Boltzmann  

.
Xem xt cc nhn đnh sau:
a. Nu nhit đ ca h thng tăng lên 600 K, đng năng trung bnh ca mt phân t kh sẽ tăng gp đôi.
Đ

b. Nu s phân t kh trong h thng tăng gp đôi, đng năng trung bnh ca mt phân t kh sẽ gim mt
na. S
Động năng trung bình của một phân tử khí phụ thuộc vào nhiệt độ và hằng số Boltzmann, không phụ thuộc
vào số phân tử khí. Do đó, khi số phân tử khí tăng gấp đôi, động năng trung bình của một phân tử khí sẽ
không thay đổi.
c. Đng năng trung bnh ca mt phân t kh trong h thng l 

. Đ
  

.
d. Tổng đng năng ca tt c cc phân t kh trong h thng l  
 S
Tổng động năng của tất cả các phân tử khí là
 = 
Trang 20
Câu 6: Mt h thng cha kh lý tưởng vi 

phân t khí ở nhit đ T=300K. Khi lưng ca
mt phân t khí là  

. S dng hng s Boltzmann   . Xem xét các
nhn đnh sau:
a. Tc đ căn bc hai trung bnh ca phân t kh ph thuc vo khi lưng phân t kh. Đ

Do đ, vn tc căn bc hai trung bnh ph thuc vo khi lưng phân t kh.
b. Tc đ trung bnh bnh phương ca phân t kh t l thun vi nhit đ tuyt đi v khi lưng kh.
S

c. Tc đ căn bc hai trung bnh ca phân t kh l 571 m/s S

=517m/s.
d. Nu nhit đ tăng lên thêm 600 K, vn tc căn bc hai trung bnh ca phân t kh sẽ tăng
lần Đ



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
Mức độ NHẬN BIẾT- THÔNG HIỂU
Câu 1: Đng năng trung bnh ca phân t kh Nitrogen ở nhit đ 25°C c gi tr l bao nhiêu ×10⁻²¹ J? (Kt
qu lm tròn đn 2 chữ s thp phân).
Đáp án:
6
,
1
7
Giải thích:





Câu 2: điu kin tiêu chuẩn (nhit đ l 0.00°C v p sut l 1.00 atm), khi lưng mol ca kh Oxygen l
32g/mol. Gi tr trung bnh ca bnh phương tc đ cc phân t kh Oxygen l X×10⁶ m²/s². Tm X (vit kt
qu làm tròn 2 chữ s thp phân). Cho 
Đáp án:
2
,
1
3
Giải thích:






Câu 3: Bnh c dung tch 10.0 lt cha mt loi kh đơn nguyên t ở nhit đ 400K v p sut 5×10⁻⁶ mmHg.
S phân t kh trong bnh l X×10¹⁵. Tm X (Kt qu lm tròn đn 2 chữ s thp phân).
Đáp án:
1
,
2
1
Giải thích:

Tài liệu khác của Vật Lí 12

Preview text:


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:
|Δp⃗ | = |−mv − (+mv)| = |−2mv| = 2mv
Áp suất của một phân tử khí tác dụng lên thành bình là pm =𝑚 𝑣2 𝑉
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: 𝑚 𝑝̅̅̅̅ ̅̅̅ 𝑚 = ⋅ 𝑣2 𝑉 Trong đó: 𝑣̅2
̅̅ là trung bình của các bình phương tốc độ: 𝑣2 + 𝑣2 + ⋯ + 𝑣2 𝑣̅2 ̅̅ = 1 2 𝑁 𝑁
Áp suất khí tác dụng lên thành bình: 𝑁 1 𝑁𝑚 1 1 2 𝑝 = 𝑝̅̅̅̅ = 𝑣̅2
̅̅ = 𝜌 ⋅ 𝑣̅2̅̅ = 𝜇𝑚𝑣̅2̅̅ = 𝜇𝐸̅̅̅ 3 𝑚 3 𝑉 3 3 3 đ Trong đó:
𝜌 : khối lượng riêng của khí (kg/m3).
𝜇 = 𝑁 : mật độ phân tử. 𝑉 ̅̅̅̅ 𝐸
̅̅̅đ = 𝑚𝑣2 : động năng trung bình của phân tử. 2
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: Trang 1 3 𝑅 3 𝐸 ̅̅̅đ = 𝑇 = 𝑘𝑇 2 𝑁𝐴 2
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 𝐸
̅̅̅đ 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. 𝐸 ̅̅̅ ̅̅̅ ̅̅̅ ̅̅̅ đ = 1 𝑘𝑇. B. 𝐸 = 2 𝑘𝑇. C. 𝐸 = 3 𝑘𝑇. D. 𝐸 = 2𝑘𝑇. 2 đ 3 đ 2 đ
Câu 3. Áp suất khí tác dụng lên thành bình không được xác định bằng biểu thức nào?
A. 𝑝 = 2 𝑁𝑚 𝑣̅2 ̅̅.
B. 𝑝 = 1 𝑁𝑚 𝑣̅2 ̅̅.
C. 𝑝 = 1 𝜌 ⋅ 𝑣̅2 ̅̅. D. 𝑝 = 2 𝜇𝐸 ̅̅̅. 3 𝑉 3 𝑉 3 3 đ
Câu 4. Mật độ phân tử được xác định bởi hệ thức: A. 𝑁. B. 𝑉. C. 𝑚. D. 𝑉 . 𝑉 𝑁 𝑉 𝑚
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. p = 2 μmv̅2 ̅̅. B. p = 3 μmv̅2 ̅̅. C. p = μmv̅2 ̅̅. D. p = 1 μmv̅2 ̅̅. 3 2 3
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 = 1 𝜇𝑚𝑣̅2
̅̅. Do đó, áp suất của khi không phụ thuộc vào khối lượng riêng rẽ của từng phân tử, mà 3
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. Trang 2
Câu 10. Không khí là hỗn hợp của một vài loại khí chính như nitrogen, oxygen, carbon dioxide. Sắp xếp giá trị v̅2
̅̅ 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 𝐸
̅̅̅đ = 3 𝑘𝑇 2 ̅̅̅̅
T=2.𝐸đ = 2.1,6.10−19 = 7729,5𝐾 3𝑘 3.1,38.10−23
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 𝐸
̅̅̅đ = 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: 𝐸 ̅̅̅đ = 𝑚𝑣2 2 ̅̅̅̅ m= 2𝐸đ = 2,85.10 3 kg. 𝑣̅2 ̅̅̅ = 2.5,7.10−3 (2.103)2
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 𝐸
̅̅̅đ = 3 𝑘𝑇 với T=25+273=298K ta được 2 𝐸
̅̅̅đ = 6,2. 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 Trang 3 √ ̅̅̅̅ 𝑣̅2
̅̅=√3𝑅𝑇 => 𝑇 = 𝑣2⋅𝑀 = 79002⋅32.10−3 ≈8,0.10 K 𝑀 3𝑅 3.8,31
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 0,1 điểm.
- Thí sinh chỉ lựa chọn chính xác 02 ý trong 1 câu hỏi được 0,25 điểm.
- Thí sinh chỉ lựa chọn chính xác 03 ý trong 1 câu hỏi được 0,50 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 𝝁 = 𝑵 = 4,84.1026 phân tử/ m3 . 𝑽
b. Động năng trung bình của phân tử khí là 6,20.10-21 J. ⟹ Đ
Từ công thức 𝑝 = 2 𝜇𝐸
̅̅̅ tính được 𝐸̅̅̅ = 𝟑𝒑 = 𝟔, 𝟐𝟎. 10-21 J. 3 đ đ 𝟐𝜇
c. Nhiệt độ của khí là 305K. ⟹ S
Từ công thức 𝐸
̅̅̅đ = 3 𝑘𝑇 tính được T=299K. 2
d. Nếu nhiệt độ tăng gấp đôi thì tốc độ của các phân tử khí tăng √2. ⟹ Đ Trang 4
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 √2.
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
𝜌 = 𝑚 = 6,048.10−3 = 27. 10-2 kg/ m3 𝑉 22,4.10−3
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 𝒗 ̅ 𝟐
̅̅ = 𝟑𝒑 = 𝟑.𝟐.𝟏,𝟎𝟏.𝟏𝟎𝟓 =2,24. 106 m2/ s2 𝝆 𝟎,𝟐𝟕
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 3𝑘𝑇 3.1,38. 10−23. 293 𝑣̅2 ̅̅ = = = 596 𝑚 1, 29.10−3 6,02.1023
Câu 2. Động năng trung bình của phân tử khí Hydrogen ở nhiệt độ 100𝐶có 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 𝐸
̅̅̅đ = 3 𝑘𝑇= 3.1,38.10-23.283=5,86.10-21J. 2 2
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 𝑝 = 𝟐 𝝁𝑬
̅̅̅= 𝟐. 10-4 =6,67. 10-5 Pa 𝟑 đ 𝟑
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 Trang 5
Tốc độ căn quân phương trong chuyển động nhiệt của phân tử √𝑣̅2
̅̅=√3𝑅𝑇= √3.8,31.320 = 1412 𝑚/𝑠 𝑀 4.10−3
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 √𝑣̅2
̅̅. 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= 𝑝.𝑉= 6.105⋅0,1 = 1,4. 1025 𝑘𝑇 1,38.10−23.(273+25)
Áp dụng công thức 𝑝 = 1 𝑁𝑚 𝑣̅2
̅̅ ta có căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ phân tử là: √𝑣̅2̅̅ = 3 𝑉
√3𝑝𝑉 = 6,2. 103 m/s 𝑁⋅𝑚
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. 𝑝 = 𝜇𝐸 ̅̅̅ ̅̅̅ đ.
B. 𝑝 = 2 𝑁. 𝜇𝐸 . 3 đ C. 𝑝 = 2 𝜇𝐸 ̅̅̅. D. 𝑝 = 1 𝜇𝐸 ̅̅̅. 3 đ 3 đ
Câu 5. Động năng trung bình của phân tử được xác định bằng hệ thức: A. 𝐸 ̅̅̅ ̅̅̅ đ = 𝑘𝑇.
B. 𝐸đ = 3 𝑘𝑇. 2 Trang 6 C. 𝐸 ̅̅̅ ̅̅̅ đ = 1 𝑘𝑇. D. 𝐸 = 2 𝑘𝑇. 2 đ 3
Câu 6. Hệ thức đúng của áp suất chất khí theo mô hình động học phân tử là A. p = μmv̅2 ̅̅. B. p = 2 μmv̅2 ̅̅. 3 C. p = 3 μmv̅2 ̅̅. D. p = 1 μmv̅2 ̅̅. 2 3
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= 2 μmv̅2 ̅̅. 3
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 𝐸
̅̅̅đ = 3 𝑘𝑇 =0,8. 10-19 =0,5eV. 2
Câu 15. Căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ phân tử của một lượng khí lí tưởng là 𝑣 = √𝑣̅2 ̅̅. Nếu
nhiệt độ của lượng khí tăng gấp đôi thì giá trị này là Trang 7 A. 2𝑣. B. 𝑣. C. √2𝑣. D. 𝑣√2.
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 √2.
Câu 16. Căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ phân tử √𝑣̅2 ̅̅ 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 √𝑣̅2
̅̅=√3𝑅𝑇= √3.8,31.273 = 493 𝑚/𝑠 𝑀 28.10−3
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 𝐸 ̅̅̅ ̅̅̅
đ = 3 𝑘𝑇 với T=40+273=313K ta được 𝐸 = 6,5. 10- 2 đ 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= 𝑝.𝑉= 4,5.10−9⋅1.10−3 = 1,1. 109 𝑘𝑇 1,38.10−23.(273+27)
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 0,1 điểm.
- Thí sinh chỉ lựa chọn chính xác 02 ý trong 1 câu hỏi được 0,25 điểm.
- Thí sinh chỉ lựa chọn chính xác 03 ý trong 1 câu hỏi được 0,50 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 Trang 8
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 𝐸
̅̅̅đ = 3 𝑘𝑇= 3.1,38.10-23.300=6,21. 10-21 J. 2 2
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
E̅̅̅đ = 3 kT= 3.1,38.10-23.516=1,05. 10-20 J. 2 2
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 𝑣̅2
̅̅ = 3𝑝 = 3.1,01.105 =3,36. 106 m2/ s2 𝜌 9.10−2
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). Trang 9 Đáp án: 9 , 5 2
Ta có độ tăng động năng: 𝛥𝐸 ̅̅̅đ = 3 𝑘(𝑇
.1,38.10-23.(42 – 3)=9,52.10-21J. 2 2 − 𝑇1) = 32
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= 𝑝.𝑉=1,33.10−3⋅5.10−3 = 1,61. 1015 𝑘𝑇 1,38.10−23.300
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 √𝑣̅2
̅̅=√3𝑅𝑇= √3.8,31.200 = 422 𝑚/𝑠 𝑀 28.10−3
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 √𝑣̅2
̅̅=√3𝑅𝑇 => 𝑀 ̅̅̅̅
𝑇 = 𝑣2⋅𝑀 = 1502⋅32.10−3 ≈28,9 K 3𝑅 3.8,31
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 √𝑣̅2 ̅̅̅
nên 2 = √𝑇2 ⇒ √𝑣̅2 ̅̅ ̅ 2 ̅̅
2 = √𝑣1 ⋅ √𝑇2 = 1760. √1273 = 3800 𝑚. √ 𝑇 𝑇 273 𝑠 𝑣̅2 ̅̅̅ 1 1 1
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) Trang 10
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 𝐸đ = 3 𝑘𝑇, trong đó 𝐸 2
đ tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối T.
Câu 2: Hằng số Boltzmann có giá trị là: A. 1.38×10−23 J/K B. 1.38×10−19J/K C. 8.31×10−23J/K D. 8.31×10−19J/K
⟹ Đáp án đúng: A Giải thích:
Hằng số Boltzmann kkk có giá trị 1.38×10−23J/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 𝐸đ được tính theo công thức: A. 1 𝑚𝑣2 2 B. 3 𝑘𝑇 2 C. 1 𝑘𝑇 2
D. 1 𝑚𝑣2+ 1 𝑘𝑇 2 2
⟹ Đáp án đúng: B Giải thích:
Động năng trung bình của phân tử khí được tính bằng công thức 𝐸đ = 3 𝑘𝑇 2
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=1 𝑁𝑚𝑣2 3 𝑉 B. p=3𝑁𝑚𝑣2 2𝑉 C. p=2 𝑁𝑚𝑣2 3 𝑉 D. p=𝑁𝑣2 3𝑉
⟹ Đáp án đúng: A Trang 11
Giải thích: Áp suất khí trong bình được tính bằng công thức p=1 𝑁𝑚𝑣2 , dựa trên động lượng của các phân tử 3 𝑉
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 𝐸đ = 3 𝑘𝑇, 𝐸 2 đ 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: Eđ = 3 kT, E 2
đ 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 Trang 12 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.
Câu 12: Công thức nào sau đây là đúng để tính áp suất khí trong bình? A. p=4 𝑁𝑚𝑣2 3 𝑉 B. p=3𝑁𝑚𝑣2 2𝑉 C. p=2 𝑁𝑚𝑣2 3 𝑉 D. p=𝑁𝑘𝑇 𝑉
⟹ Đáp án đúng: A Giải thích:
Áp suất khí được tính p=𝑁𝑘𝑇, dựa trên số phân tử, nhiệt độ và thể tích khí. 𝑉
Câu 13: Đơn vị của động năng trung bình của một phân tử khí là: A. J/K B. J C. K D. m²/s²
⟹ Đáp án đúng: B Giải thích:
Động năng trung bình có đơn vị là Joule (J), vì nó là năng lượng.
Câu 14: Để tính toán trung bình bình phương tốc độ của các phân tử khí, ta cần:
A. Nhiệt độ và số phân tử
B. Khối lượng phân tử và nhiệt độ
C. Khối lượng phân tử và tốc độ
D. Tốc độ của các phân tử
⟹ Đáp án đúng: D Giải thích:
Trung bình bình phương tốc độ 𝑣̅2
̅̅ được tính dựa trên tốc độ của các phân tử khí.
Câu 15: Nếu nhiệt độ của khí tăng gấp đôi, động năng trung bình của phân tử khí sẽ: A. Tăng gấp đôi
B. Tăng gấp bốn lần
C. Giảm một nửa D. Không thay đổi
⟹ Đáp án đúng: B Giải thích:
Động năng trung bình Eđ tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối, nên nếu nhiệt độ tăng gấp đôi, động năng trung
bình sẽ tăng gấp bốn lần.
Câu 16: Áp suất khí trong một bình chứa tỷ lệ thuận với:
A. Khối lượng phân tử khí
B. Nhiệt độ tuyệt đối của khí
C. Tốc độ phân tử khí
D. Thể tích của bình
⟹ Đáp án đúng: B Giải thích:
Áp suất khí trong bình tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của khí, theo công thức p=𝑁𝑘𝑇 𝑉
Câu 17: Để giữ áp suất khí không đổi khi thể tích giảm, bạn cần:
A. Tăng nhiệt độ
B. Giảm nhiệt độ Trang 13
C. Tăng khối lượng khí
D. Giảm số phân tử khí
⟹ Đáp án đúng: A Giải thích:
Để giữ áp suất không đổi khi thể tích giảm, cần phải tăng nhiệt độ vì áp suất và thể tích có mối quan hệ tỷ lệ
nghịch trong định luật khí lý tưởng.
Câu 18: Khi nhiệt độ tăng, động năng trung bình của phân tử khí trong một bình chứa: A. Không thay đổi B. Giảm C. Tăng
D. Thay đổi không xác định
⟹ 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 19: Trong một hệ thống khí lý tưởng, mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ được biểu diễn qua công thức nào sau đây? A. 𝑝 ∝ 𝑇 B. 𝑝 ∝ 1 𝑇 C. 𝑝 ∝ 𝑇 𝑉 D. 𝑝 ∝ 1 𝑉
⟹ Đáp án đúng: A Giải thích:
Trong một hệ thống khí lý tưởng, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ theo công thức 𝑝 = 𝑁𝑘𝑇 𝑉
Câu 20: Nếu khối lượng phân tử khí tăng, ảnh hưởng của nó đến áp suất khí trong bình sẽ là: A. Áp suất tăng B. Áp suất giảm
C. Áp suất không thay đổi
D. Không thể xác định
⟹ Đáp án đúng: C Giải thích:
Áp suất khí trong bình không phụ thuộc trực tiếp vào khối lượng phân tử khí mà phụ thuộc vào số phân tử khí,
nhiệt độ và thể tích.
Câu 21: Để tính toán nhiệt độ của khí từ động năng trung bình, bạn sử dụng công thức: A. 𝑇 = 2𝐸đ 3𝑘 B. 𝑇 = 2𝐸đ 𝑘 C. 𝑇 = 3𝐸đ 2𝑘 D. 𝑇 = 2𝑘 3𝐸đ
⟹ Đáp án đúng: C Giải thích:
Nhiệt độ của khí từ động năng trung bình được tính bằng công thức 𝐸đ = 3 𝑘𝑇 2
Câu 22: Trong điều kiện nào động năng trung bình của phân tử khí không thay đổi?
A. Nhiệt độ không thay đổi
B. Thể tích không thay đổi
C. Áp suất không thay đổi
D. Khối lượng phân tử thay đổi Trang 14
⟹ Đáp án đúng: A Giải thích:
Động năng trung bình của phân tử khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ, vì vậy động năng sẽ không thay đổi nếu nhiệt độ không thay đổi.
Câu 23: Khi phân tử khí va chạm với thành bình, mối quan hệ giữa động năng của phân tử và áp suất khí là:
A. Động năng tỷ lệ nghịch với áp suất
B. Động năng không ảnh hưởng đến áp suất
C. Động năng tỷ lệ thuận với áp suất
D. Động năng và áp suất không có mối liên hệ
⟹ Đáp án đúng: C Giải thích:
Động năng trung bình của phân tử khí liên quan trực tiếp đến áp suất khí, vì áp suất là kết quả của các va
chạm của phân tử với thành bình.
Câu 24: Một bình khí có thể tích V chứa N phân tử khí với khối lượng phân tử m và tốc độ trung bình bình phương 𝑣̅2
̅̅. Nếu nhiệt độ của khí tăng gấp đôi, động năng trung bình của phân tử khí sẽ thay đổi như thế nào? A. Tăng gấp đôi
B. Tăng gấp bốn lần
C. Giảm một nửa D. Không thay đổi
⟹ Đáp án đúng: B Giải thích:
Động năng trung bình của phân tử khí tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Nếu nhiệt độ tăng gấp đôi, động
năng trung bình cũng tăng gấp bốn lần (𝐸đ = 3 𝑘𝑇). 2
Câu 25: Một bình khí với thể tích V chứa khí ở nhiệt độ T. Nếu thể tích của bình giảm một nửa và nhiệt độ
giữ nguyên, áp suất của khí sẽ thay đổi như thế nào? A. Tăng gấp đôi
B. Giảm một nửa
C. Tăng gấp bốn lần
D. Giảm một phần tư
⟹ Đáp án đúng: C Giải thích:
Áp suất khí tỷ lệ nghịch với thể tích khi nhiệt độ không thay đổi. Khi thể tích giảm một nửa, áp suất tăng gấp
đôi, và vì áp suất cũng tỷ lệ thuận với nhiệt độ, áp suất sẽ tăng gấp bốn lần.
Câu 26: Nếu khối lượng phân tử khí tăng trong khi nhiệt độ và thể tích giữ nguyên, ảnh hưởng của nó đến áp
suất khí trong bình sẽ như thế nào? A. Áp suất tăng B. Áp suất giảm
C. Áp suất không thay đổi
D. Không thể xác định
⟹ Đáp án đúng: C Giải thích:
Áp suất khí không phụ thuộc vào khối lượng phân tử mà phụ thuộc vào số phân tử, nhiệt độ và thể tích.
Câu 27: Trong một bình khí, thể tích khí giữ nguyên nhưng số phân tử khí tăng gấp đôi. Điều này sẽ ảnh
hưởng đến áp suất khí như thế nào nếu nhiệt độ giữ nguyên?
A. Áp suất giảm một nửa
B. Áp suất tăng gấp đôi
C. Áp suất không thay đổi
D. Không thể xác định
⟹ Đáp án đúng: B Giải thích: Trang 15
Áp suất khí tỉ lệ thuận với số phân tử khí khi thể tích và nhiệt độ giữ nguyên. Nếu số phân tử tăng gấp đôi, áp
suất cũng tăng gấp đôi.
Câu 28: Nếu một lượng khí trong bình có thể tích V được làm lạnh từ nhiệt độ T xuống nhiệt độ 𝑇 và thể tích 2
giữ nguyên, áp suất của khí sẽ thay đổi như thế nào?
A. Giảm một nửa B. Tăng gấp đôi
C. Giảm một phần tư
D. Tăng gấp bốn lần
⟹ Đáp án đúng: A Giải thích:
Áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Nếu nhiệt độ giảm một nửa, áp suất giảm một nửa (p∝T).
Câu 29: Nếu khối lượng phân tử khí tăng gấp đôi nhưng nhiệt độ và thể tích giữ nguyên, động năng trung
bình của phân tử khí sẽ thay đổi như thế nào? A. Tăng gấp đôi
B. Tăng gấp bốn lần
C. Giảm một nửa D. Không thay đổi
⟹ Đáp án đúng: D Giải thích:
Động năng trung bình của phân tử khí tỉ lệ với nhiệt độ và không phụ thuộc vào khối lượng phân tử 𝐸đ = 3 𝑘𝑇 2
Câu 30: Một bình khí chứa N phân tử khí có khối lượng m và nhiệt độ T. Nếu khối lượng phân tử khí giảm
một nửa trong khi nhiệt độ và thể tích giữ nguyên, áp suất của khí sẽ thay đổi như thế nào? A. Không thay đổi
B. Giảm một nửa C. Tăng gấp đôi
D. Tăng gấp bốn lần
⟹ Đáp án đúng: A Giải thích:
Áp suất khí trong bình không phụ thuộc vào khối lượng phân tử khí, chỉ phụ thuộc vào số phân tử, nhiệt độ và thể tích.
B. Mức độ VẬN DỤNG – VẬN DỤNG CAO
Câu 1: Một bình khí có thể tích V=2 𝑚3 chứa N=1×1025 phân tử khí ở nhiệt độ T=300K. Áp suất của khí
trong bình là bao nhiêu? (Hằng số Boltzmann k=1.38×10−23 J/K) A. 2.07 Pa B. 1.38×10³ Pa C. 4.14×10² Pa D. 2.07×10² Pa
⟹ Đáp án đúng: B Giải thích:
Áp suất khí được tính bằng công thức 𝑝 = 𝑁𝑘𝑇 = 1.38 × 103𝑃𝑎 𝑉
Câu 2: Tốc độ trung bình bình phương của phân tử khí trong một bình có nhiệt độ T=400K là bao nhiêu, nếu
khối lượng phân tử khí là 𝑚 = 4.65 × 10−26𝑘𝑔? (Hằng số Boltzmann 𝑘 = 1.38 × 10−23 𝐽) 𝐾 A. 6.21×10⁴ m²/s² B. 3.45×10⁴ m²/s² C. 2.76×10⁴ m²/s² D. 1.38×10⁴ m²/s²
⟹ Đáp án đúng: A Trang 16 Giải thích:
Tốc độ trung bình bình phương được tính bằng công thức 𝑣̅2
̅̅ = 3𝑘𝑇 = 3 × (1.38 × 10−23) × 400 = 𝑚 4.65×10−26 6.21 × 10⁴
Câu 3: Nếu thể tích của bình khí là 1 𝑚3 và áp suất là 1×105 Pa, số phân tử khí trong bình là bao nhiêu ở
nhiệt độ 300K? (Hằng số Boltzmann 𝑘 = 1.38 × 10−23 𝐽) 𝐾 A. 2.24×10²⁵ B. 1.72×10²⁵ C. 4.14×10²⁴ D. 3.45×10²⁵
⟹ Đáp án đúng: A Giải thích:
Sử dụng công thức 𝑁 = 𝑝𝑉= 2.24 × 1025 𝑘𝑇
Câu 4: Động năng trung bình của phân tử khí ở nhiệt độ 350K là bao nhiêu? (Hằng số Boltzmann 𝑘 = 1.38 × 10−23 𝐽) 𝐾 A. 2.41×10⁻²¹ J B. 1.93×10⁻²¹ J C. 3.45×10⁻²¹ J D. 1.04×10⁻²¹ J
⟹ Đáp án đúng: B Giải thích:
Động năng trung bình được tính bằng công thức 𝐸đ = 3 𝑘𝑇 = 1.93 × 10−21𝐽 2
Câu 5: Tốc độ trung bình bình phương của phân tử khí tại nhiệt độ 350K là bao nhiêu nếu khối lượng phân tử
là 5 × 10−26kg? (Hằng số Boltzmann 𝑘 = 1.38 × 10−23 𝐽 ) 𝐾 A. 1.35×10⁴ m²/s² B. 2.49×10⁴ m²/s² C. 3.45×10⁴ m²/s² D. 4.35×10⁴ m²/s²
⟹ Đáp án đúng: B Giải thích:
Tốc độ trung bình bình phương được tính bằng công thức 𝐸đ = 3𝑘𝑇 = 2.49 × 10⁴ 𝑚
Câu 6: Một bình khí có thể tích 3𝑚3 và chứa khí với áp 5 × 105𝑃𝑎 tại nhiệt độ 350K. Tính năng lượng động
học tổng cộng của tất cả các phân tử khí trong bình. (Hằng số Boltzmann 𝑘 = 1.38 × 10−23𝐽) 𝐾 A. 3.45×1025J B. 2.25×1025J C. 1.38×1025J D. 5.52×1025J
⟹ Đáp án đúng: B Giải thích:
Năng lượng động học tổng cộng của các phân tử khí được tính bằng 𝐸đ = 3 𝑘𝑇𝑁. Trước tiên, tính số phân tử 2
khí trong bình bằng công thức 𝑁 = 𝑝𝑉 𝑘𝑇
=> 𝐸đ = 3 𝑝𝑉 = 3 . 5.105. 3 = 2.25 × 1025𝐽 2 2
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 Trang 17
Câu 1: Xem xét các đại lượng liên quan đến áp suất của chất khí trong hệ thống. Các đại lượng này là P,V,T
và n, đại diện cho áp suất, thể tích, nhiệt độ và số mol chất khí. Dưới đây là các nhận định về các đại lượng này:
a. Nếu nhiệt độ của một lượng chất khí không đổi và thể tích giảm, thì áp suất của chất khí sẽ tăng. ⟹ Đ Đây
là ứng dụng của định luật Boyle, theo đó áp suất của một lượng chất khí không đổi về nhiệt độ và số mol sẽ tỷ
lệ nghịch với thể tích. Nếu thể tích giảm, áp suất sẽ tăng.
b. Trong một hệ thống khí lý tưởng, nếu số mol của chất khí tăng trong khi nhiệt độ và thể tích không đổi, thì
áp suất của khí sẽ tăng tỷ lệ thuận với số mol. ⟹ Đ
Đây là ứng dụng của định luật Avogadro, theo đó áp suất của khí lý tưởng tỷ lệ thuận với số mol khi nhiệt độ
và thể tích không đổi. Công thức là P∝n nếu T và V không đổi.
c. Khi thể tích của chất khí tăng trong khi nhiệt độ và số mol giữ nguyên, áp suất của khí sẽ tăng tỷ lệ nghịch
với thể tích. ⟹ S
Đây cũng là ứng dụng của định luật Boyle. Khi thể tích tăng, áp suất giảm tỷ lệ nghịch với thể tích nếu nhiệt
độ và số mol giữ nguyên.
d. Khi số mol của chất khí tăng và thể tích giảm trong khi nhiệt độ không đổi, áp suất của khí sẽ thay đổi theo
định lý 𝑃 ∝ 𝑛 ⟹ Đ 𝑉
Đây là sự kết hợp của định luật Boyle và định luật Avogadro. Khi nhiệt độ không đổi, áp suất P tỷ lệ thuận
với số mol nnn và tỷ lệ nghịch với thể tích V.
Câu 2: Trong một thí nghiệm, bạn đang nghiên cứu áp suất và động năng của phân tử khí trong một bình kín.
Các thông số và nhận định như sau:
a. Khi nhiệt độ của khí tăng, động năng trung bình của phân tử khí sẽ tăng tỷ lệ thuận với nhiệt độ. ⟹ Đ
Theo công thức 𝐸đ = 3 𝑘𝑇, động năng trung bình của phân tử khí tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Khi nhiệt 2
độ tăng, động năng trung bình cũng tăng theo tỷ lệ này.
b. Áp suất khí trong bình sẽ giảm nếu số phân tử khí trong bình tăng mà thể tích và nhiệt độ không đổi. ⟹ S
Theo định luật khí lý tưởng 𝑝 = 𝑛𝑅𝑇, khi số phân tử khí (hoặc số mol) tăng trong khi thể tích và nhiệt độ 𝑉
không thay đổi, áp suất sẽ tăng, không giảm.
c. Đối với một khí lý tưởng, động năng trung bình của các phân tử khí là như nhau nếu các khí có cùng nhiệt
độ, bất kể khối lượng phân tử của chúng khác nhau. ⟹ Đ
Động năng trung bình của phân tử khí phụ thuộc vào nhiệt độ tuyệt đối và không phụ thuộc vào khối lượng
phân tử. Công thức 𝐸đ = 3 𝑘𝑇 chỉ ra rằng động năng trung bình của các phân tử khí giống nhau nếu nhiệt độ 2 giống nhau.
d. Để so sánh áp suất của hai khí lý tưởng trong cùng một bình, không cần biết nhiệt độ hoặc thể tích của
bình, chỉ cần biết số lượng phân tử của mỗi khí. ⟹ S
Áp suất của khí phụ thuộc vào nhiệt độ, thể tích và số phân tử theo định luật khí lý tưởng 𝑝 = 𝑛𝑅𝑇. Do đó, để 𝑉
so sánh áp suất, cần phải biết cả nhiệt độ và thể tích của bình.
Câu 3: Trong một thí nghiệm về khí lý tưởng, các thông số và nhận định sau đây được đưa ra:
a. Nếu thể tích của bình giảm trong khi nhiệt độ và số phân tử khí không đổi, áp suất khí trong bình sẽ tăng
theo tỷ lệ thuận với thể tích. ⟹ S
Theo định luật Boyle 𝑝 ∝ 1, khi thể tích giảm trong khi nhiệt độ và số phân tử khí không đổi, áp suất sẽ tăng 𝑉
tỷ lệ nghịch với thể tích, không phải tỷ lệ thuận.
b. Khi nhiệt độ của khí tăng, động năng trung bình của các phân tử khí cũng tăng, dẫn đến áp suất khí trong
bình tăng nếu thể tích không đổi. ⟹ Đ
Khi nhiệt độ tăng, động năng trung bình của phân tử khí tăng, dẫn đến tăng vận tốc phân tử và làm tăng áp suất khí Trang 18
c. Nếu thể tích bình tăng và số phân tử khí giảm trong khi nhiệt độ không đổi, áp suất khí sẽ giảm theo tỷ lệ tỷ
lệ thuận với số phân tử. ⟹ S
Theo định luật khí lý tưởng 𝑝 = 𝑛𝑅𝑇, nếu số phân tử khí giảm và thể tích tăng trong khi nhiệt độ không đổi, áp 𝑉
suất sẽ giảm theo tỷ lệ tỷ lệ nghịch với số phân tử và thể tích, không phải tỷ lệ thuận với số phân tử.
d. Để đo áp suất của khí trong phòng thí nghiệm, không cần phải đo nhiệt độ và thể tích của bình nếu biết số
lượng phân tử khí. ⟹ S
Để xác định áp suất của khí, cần phải biết cả nhiệt độ và thể tích của bình, không chỉ số lượng phân tử khí.
Theo định luật khí lý tưởng 𝑝 = 𝑛𝑅𝑇, cả nhiệt độ và thể tích đều ảnh hưởng đến áp suất. 𝑉
Câu 4: Một bình chứa khí lý tưởng có thể tích V=15 lít, số mol khí là n=3mol, và nhiệt độ của khí là T=290K.
Sử dụng hằng số khí lý tưởng R=8.314J/(mol\K).
Xem xét các nhận định sau:
a. Nếu số mol khí trong bình tăng lên 6 mol trong khi nhiệt độ và thể tích không đổi, thì áp suất khí sẽ tăng gấp đôi. ⟹ Đ
Áp suất khí được tính bằng công thức 𝑝 = 𝑛𝑅𝑇 => 𝑝2 = 𝑛2. 𝑉 𝑝1 𝑛1
b. Nếu thể tích bình giảm đi 5 lít trong khi số mol và nhiệt độ giữ nguyên, thì áp suất khí sẽ tăng lên 3𝑝1. ⟹S
𝑝 = 𝑛𝑅𝑇 => 𝑝2 = 𝑉1 = 15 => 𝑝 𝑉 𝑝 2 = 1,5𝑝1 1 𝑉2 15−10
c. Nếu nhiệt độ của khí giảm xuống còn 270K trong khi số mol và thể tích tăng lên 50%, thì áp suất khí sẽ tăng lên ⟹S
𝑝 = 𝑛𝑅𝑇 => 𝑝2 = 𝑉1 . 𝑇2 = 𝑉1
. 270 = 0,62 < 1 => 𝑔𝑖ả𝑚 𝑉 𝑝1 𝑉2 𝑇1 𝑉1+0,5𝑉1 290
d. Khi thể tích của bình tăng lên 20 lít trong khi số mol giữ nguyên, áp suất khí sẽ giảm xuống bằng một nửa
áp suất ban đầu thì nhiệt độ lúc đó gần −79, 70𝐶 ⟹ Đ 𝑝2 𝑉 𝑇 15 𝑇 = 1 . 2 => 0,5 = . 2 => 𝑇 𝑝
2 = 193,3 => 𝑡2 = −79,70𝐶 1 𝑉2 𝑇1 20 290
Câu 5. Một hệ thống chứa 𝑁 = 2 × 1023 phân tử khí lý tưởng ở nhiệt độ T=300K. Sử dụng hằng số
Boltzmann 𝑘 = 1.38 × 10−23𝐽/𝐾.
Xem xét các nhận định sau:
a. Nếu nhiệt độ của hệ thống tăng lên 600 K, động năng trung bình của một phân tử khí sẽ tăng gấp đôi. ⟹ Đ 3 𝐸 𝑇 𝐸 2 2 đ = 𝑘𝑇 => = 2 𝐸1 𝑇1
b. Nếu số phân tử khí trong hệ thống tăng gấp đôi, động năng trung bình của một phân tử khí sẽ giảm một nửa. ⟹ S
Động năng trung bình của một phân tử khí phụ thuộc vào nhiệt độ và hằng số Boltzmann, không phụ thuộc
vào số phân tử khí. Do đó, khi số phân tử khí tăng gấp đôi, động năng trung bình của một phân tử khí sẽ không thay đổi.
c. Động năng trung bình của một phân tử khí trong hệ thống là 6.21 × 10−21𝐽. ⟹ Đ
Eđ = 3 kT = 6.21 × 10−21J. 2
d. Tổng động năng của tất cả các phân tử khí trong hệ thống là 6.21 × 102𝐽. ⟹ S
Tổng động năng của tất cả các phân tử khí là 𝐸đ = 3 𝑘𝑇𝑁 =1.24 × 103𝐽 2 Trang 19
Câu 6: Một hệ thống chứa khí lý tưởng với 𝑁 = 2 × 1023 phân tử khí ở nhiệt độ T=300K. Khối lượng của
một phân tử khí là 𝑚 = 4.65 × 10−26𝑘𝑔. Sử dụng hằng số Boltzmann 𝑘 = 1.38 × 10 − 23𝐽/𝐾. Xem xét các nhận định sau:
a. Tốc độ căn bậc hai trung bình của phân tử khí phụ thuộc vào khối lượng phân tử khí. ⟹ Đ
v = √3kT. Do đó, vận tốc căn bậc hai trung bình phụ thuộc vào khối lượng phân tử khí. m
b. Tốc độ trung bình bình phương của phân tử khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối và khối lượng khí. ⟹ S 3𝑘𝑇 𝑣̅2 ̅̅ = 𝑚
c. Tốc độ căn bậc hai trung bình của phân tử khí là 571 m/s ⟹ S v = √3kT=517m/s. m
d. Nếu nhiệt độ tăng lên thêm 600 K, vận tốc căn bậc hai trung bình của phân tử khí sẽ tăng √3 lần ⟹ Đ 3𝑘𝑇 𝑣 𝑇 𝑣 = √ => 2 = √ 2 = √3 𝑚 𝑣1 𝑇1
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
Mức độ NHẬN BIẾT- THÔNG HIỂU
Câu 1: Động năng trung bình của phân tử khí Nitrogen ở nhiệt độ 25°C có giá trị là bao nhiêu ×10⁻²¹ J? (Kết
quả làm tròn đến 2 chữ số thập phân). Đáp án: 6 , 1 7 Giải thích: 3 3
𝐸 = 𝑘𝑇 = . 1,38.10−23. 298 = 6,17.10−21 2 2
Câu 2: Ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ là 0.00°C và áp suất là 1.00 atm), khối lượng mol của khí Oxygen là
32g/mol. Giá trị trung bình của bình phương tốc độ các phân tử khí Oxygen là X×10⁶ m²/s². Tìm X (viết kết
quả làm tròn 2 chữ số thập phân). Cho 𝑅 = 8,314 𝐽/𝑚𝑜𝑙𝐾 Đáp án: 2 , 1 3 Giải thích: 3𝑅𝑇 3𝑘𝑇 3.8,314.273 𝑣̅2 ̅̅ = = =
= 2,13.105 => 𝑋 ≈ 2,13 𝑀 𝑚 0,032
Câu 3: Bình có dung tích 10.0 lít chứa một loại khí đơn nguyên tử ở nhiệt độ 400K và áp suất 5×10⁻⁶ 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 , 2 1 Giải thích: Trang 20

Tài liệu liên quan: