PHY-30Lớp 12 · Bài 8, 12 · SGK Kết nối tri thức

Mô hình động học phân tử khí và áp suất

Quan sát hạt khí bay hỗn loạn va vào thành bình, tăng nhiệt độ khi giữ thể tích để thấy tốc độ phân tử và áp suất tăng theo T tuyệt đối.

Đang tải mô hình 3D…

Mục tiêu bài học

Phân tử khí lí tưởng chuyển động hỗn loạn, va chạm thành bình gây áp suất.
Nhiệt độ tuyệt đối gắn động năng tịnh tiến trung bình.

Thuyết minh: Hãy quan sát mô hình và xác định đại lượng đang thay đổi. Phân tử khí lí tưởng chuyển động hỗn loạn, va chạm thành bình gây áp suất; nhiệt độ tuyệt đối gắn động năng tịnh tiến trung bình. Khi thay thông số, đối chiếu chuyển động và đồ thị; chỉ kết luận trong các giả thiết đã công bố.

Ba cảnh của mô phỏng

Cảnh S01
Buồng khí trong suốt với hạt bay ngẫu nhiên
Cảnh S02
Hiển thị xung lượng va chạm lên thành bình và áp suất trung bình
Cảnh S03
Tăng T với V cố định, quan sát tốc độ và áp suất tăng

Điều khiển trong mô phỏng

Đổi số hạt, V, T
Hiển thị phân bố tốc độ

Chốt kiểm tra kiến thức

Giữ N,V, tăng nhiệt độ tuyệt đối thì áp suất tăng tỉ lệ.

Dùng mô phỏng và bảng đo ở trên để tự kiểm chứng nhận định này.

Lưu ý để không hiểu sai

Không vẽ các phân tử cùng vận tốc.
mô hình khí lí tưởng có giả thiết.

Câu hỏi tự kiểm tra

Chọn đáp án để xem giải thích ngay. Không cần đăng nhập.

Câu 1Theo mô hình động học phân tử, các phân tử khí trong một bình ở cùng nhiệt độ

Câu 2Nhiệt độ tuyệt đối của một khối khí tăng từ 300 K lên 1200 K. Tốc độ căn quân phương của phân tử khí

Kí hiệu và đại lượng

Số phân tử NNumber of molecules: Số phân tử khí trong bình; mật độ phân tử μ = N/V, đơn vị m⁻³. Một mol khí chứa NA ≈ 6,02·10²³ phân tử.
Thể tích VVolume: Thể tích bình chứa khí, đơn vị m³ (1 L = 10⁻³ m³).
Va chạm với thành bìnhWall collisions: Mỗi phân tử bật lại khi va vào thành bình và tác dụng lên thành một lực rất nhỏ; tổng lực của vô số va chạm trên một đơn vị diện tích là áp suất khí.
Áp suất pPressure: p = ⅓·μ·m·v̄², với μ là mật độ phân tử, m là khối lượng một phân tử, v̄² là trung bình của bình phương tốc độ; đơn vị Pa.
Nhiệt độ tuyệt đối TAbsolute temperature: Đo bằng kelvin: T(K) = t(°C) + 273; tỉ lệ với động năng tịnh tiến trung bình của phân tử.
Động năng tịnh tiến trung bình WđAverage translational kinetic energy: Wđ = ½m·v̄² = (3/2)kT, với k = 1,38·10⁻²³ J/K là hằng số Boltzmann; chỉ phụ thuộc nhiệt độ tuyệt đối.
Tốc độ căn quân phươngRoot-mean-square speed: Căn bậc hai của trung bình bình phương tốc độ: √(v̄²) = √(3kT/m), đơn vị m/s; các phân tử có tốc độ rất khác nhau quanh giá trị này.
Khí lí tưởngIdeal gas: Mô hình trong đó phân tử coi là chất điểm, chỉ tương tác khi va chạm và va chạm là đàn hồi; gần đúng với khí thực ở áp suất thấp.

Số hạt vẽ ít hơn thực tế rất nhiều lần; hạt coi là chất điểm, va chạm với thành bình là đàn hồi. Nội dung là bản nháp do NAVI biên soạn theo kiến thức phổ thông, chờ giáo viên bộ môn đối chiếu với ấn bản SGK đang giảng dạy.