Giải bài tập Vật lý 10 Bài 28: Cấu tạo chất khí. Thuyết động học phân tử chất khí
Phần Hai: NHIỆT HỌC =L..- ỊÙmMmui" g—gMSBH g — Chương V: CHAT KHÍ §28. CẤU TẠO CHẤT. THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ A. KIẾN THỨC Cơ BẢN I. Cấu tạo chất Những điều đã học về cấu tạo chất Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử; Các phân tử chuyển động không ngừng; Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao. Lực tương tác phân tử Các nguyên tử, phân tử đổng thời hút nhau và đẩy nhau, ổ khoảng cách nhỏ thì lực đẩy mạnh hơn, còn ở khoảng cách lớn thì lực hút mạnh hơn. Khi khoảng cách giữa các nguyên tử, phân tử là rất lớn so với kích thước của chúng thì chúng coi như không tương tác với nhau. Khoa học đã xác định được kích thước và khối lượng các phân tử. Phân tử các chất khác nhau có kích thước khác nhau nhưng đểu vào cỡ 10"1°m. Các thể rắn, lỏng, khí Các chất tổn tại ồ các thể thường gặp là: thể khí, thể lỏng và thể rắn. Ổ thể khí, các phân tử ở xa nhau (khoảng cách giữa các phân tử lớn gấp hàng chục lần kích thước của chúng). Lực tương tác giữa các phân tử rất yếu nên các phân tử chuyển động hoàn toàn hỗn loạn. Do đó, chất khí không có hình dạng và thể tích riêng. Chất khí luôn chiếm toàn bộ thể tích của bình chứa và có thể nén được dễ dàng. ở thể rắn, các phân tử ở gần nhau (khoảng cách giữa các phân tử chỉ vào cỡ kích thước của chúng). Lực tương tác giữa các phân tử chất rắn rất mạnh nên giữ được các phân tử này ở vị trí xáo định và làm cho chúng chỉ có thể dao động xung quanh các vị trí cân bằng xác định này. Do đó, các vật rắn có thể tích và hình dạng riêng xác định. Thể lỏng được coi là trung gian giữa thể khí và thể rắn. Lực tương tác giữa các phân tử ở thể lỏng lớn hơn lực tương tác giữa các phân tử ở thể khí nên giữ được các phân tử không chuyển động phân tán ra xa nhau. Nhờ đó, chất lỏng có thể tích riêng xác định. Tuy nhiên, lực này chưa đủ lớn như trong chất rắn để giữ các phân tử ở những vị trí xác định. Các phân tử ở thể lỏng cũng dao động xung quanh các vị trí cân bằng, nhưng những vị trí này không cố định mà di chuyển. Do đó chất lỏng không có hình dạng riêng mà có hình dạng của phần bình chứa nó. II. Thuyết động học phân tử chất khí Nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí Chất khí được cấu tạo từ các phân tử riêng rẽ. có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng. Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng; chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao. Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình. Mỗi phân tử khí va chạm vào thành bình tác dụng lên thành bình một lực không đáng kể, nhưng vô số phân tử khí va chạm vào thành bình tác dụng lên thành bình một lực đáng kể. Lực này gây áp suất cùa chất khí lên thành bình. Khí lí tưởng Chất khí trong đó các phân tữ được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm được gọi là khí lí tưởng. B. HOẠT ĐỘNG C.1. Tại sao cho hai thỏi chì có mặt đáy phẳng đã được mài nhẵn tiếp xúc với nhau thì chúng hút nhau (Hình 28.1)? Tại sao hai mặt không mài nhẵn thì lại không hút nhau? C.2. Tại sao có thể sản xuất thuốc viên bằng cách nghiền nhỏ dược phẩm rồi cho vào khuôn nén mạnh? Nếu bẻ đôi viên thuốc rồi dùng tay ép sát hai mảnh lại thi hai mảnh không thể dính liền với nhau. Tại sao? c. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Tóm tắt nội dung về cấu tạo chất. So sánh các thế’ khí, lỏng, rắn về các mặt sau đây: - loại phân tử; - tương tác phân tử; - chuyển động phân tử. Nêu các tính chất của chuyến động phân tử. Định nghĩa khí lí tưởng. Tính chất nào sau đây không phải là của phân tử? Chuyển động không ngừng. Giữa các phân tử có khoảng cách, c. Có lúc đứng yên, có lúc chuyển động. D. Chuyễn động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao. Khi khoảng cách giữa các phân tử rất nhỏ, thì giữa các phân tử chỉ có lực hút. chỉ có lực đẩy. c. có cả lực hút và lực đấy, nhưng lực đẩy lớn hơn lực hút. D. có cả lực hút và lực đẩy, nhưng lực đẩy nhỏ hơn lực hút. Chọn đáp án đúng. Tính chất nào sau đây không phải là của phân tử của vật chất ỏ thể khí? Chuyển động hỗn loạn. Chuyển động không ngừng. c. Chuyển động hỗn loạn và không ngừng. D. Chuyển động hỗn loạn xung quanh các vị trí cân bằng cố định. Nêu ví dụ chứng tỏ giữa các phân tử có lực hút, lực đẩy. LỜI GIẢI Hoạt động c.l. Hai thỏi chì có mặt đáy phẳng, nhẵn, tiếp xúc nhau thì hút nhau; không phẳng, nhẵn thì không hút được nhau vì lực hút giữa các phân tử chỉ đáng kể khi các phân tử ở khá gần nhau. 2. Khi nén thuốc bột bằng máy ở trong khuôn thì các phân tử ở khá gần nhau, nên lực hút phân tử được phát huy tác dụng => thuốc ép thành viên còn khi ép bằng tay thì các phân tử còn ở xa nhau nên lực hút phân tử không phát huy được tác dụng => không ép lại thành viên như cũ được. Câu hỏi và bài tập 1. - Ở thể khí, lực tương tác giữa các phân tử rát yếu nên các phân tử chuyển động hoàn toàn hỗn loạn. - ơ thể rắn, lực tương tác giữa các phân tử rất mạnh nên giữ được các phân tử ở các vị trí cân bằng xác định, làm cho chúng chỉ có thể dao động xung quanh các vị trí này. - Ớ thể lỏng, lực tương tác phân tử lớn hơn ở thể khí nhưng nhỏ hơn ở thể rắn nên các phân tử dao động xung quanh các vị trí cân bằng có thể di chuyển được. 2. Thể khí Thể lỏng Thể rắn Loại phân tử Giông nhau Giông nhau Giông nhau Tương tác phân tử Rất nhỏ (yếu) Lớn (mạnh) Rất lớn (rất mạnh) Chuyển động phân tử Tự do về mọi mặt Dao động quanh các vị trí cân bằng di chuyển Dao động quanh các vị trí cần bằng cố định. Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng, các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao. Chất khí trong đó các phân tử được coi là chát điểm và chỉ tương tác khi va chạm gọi là khí lí tưởng. - Đặt hai tâm kính phẳng lên nhau tách chúng ra rất khó do có lực hút phân tử. — Chất lỏng hầu như không nén được vì khi nén, các phân tử ở rất gần nhau nên đẩy nhau.