Hai bình kín có thể tích bằng nhau đều chứa khí lí tưởng ở cùng một nhiệt độ. Bình thứ nhất chứa khí hydrogen, bình thứ hai chưa khí helium. Biết rằng khối lượng khí trong hai bình là bằng nhau.
a) Động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử hydrogen và helium bằng nhau.
b) Áp suất khí ở bình thứ hai gấp đôi áp suất ở bình thứ nhất.
c) Động năng tịnh tiến trung bình của mỗi nguyên tử hydrogen ở 37 ℃ là 6,417.10-21 J.
d) Trung bình của bình phương tốc độ trong chuyển động nhiệt của phân tử khí trong bình thứ hai ở nhiệt độ 300 K là 374 cm2/s2.
a) Động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử hydrogen và helium bằng nhau.
b) Áp suất khí ở bình thứ hai gấp đôi áp suất ở bình thứ nhất.
c) Động năng tịnh tiến trung bình của mỗi nguyên tử hydrogen ở 37 ℃ là 6,417.10-21 J.
d) Trung bình của bình phương tốc độ trong chuyển động nhiệt của phân tử khí trong bình thứ hai ở nhiệt độ 300 K là 374 cm2/s2.
Vận dụng kiến thức về khí lí tưởng
a) Đúng. Theo công thức \({E_k} = \frac{3}{2}{k_B}T\), động năng trung bình chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ T. Vì hai bình ở cùng nhiệt độ, động năng trung bình của các phân tử hydrogen và helium là bằng nhau.
b) Sai. Số mol n của khí trong mỗi bình: \(n = \frac{m}{M}\)
trong đó m: khối lượng khí (bằng nhau), M: khối lượng mol của khí.
Khí hydrogen (H2) có M = 2 g/mol, khí helium (He) có M = 4 g/mol. Do đó, số mol khí hydrogen gấp đôi số mol khí helium.
Vì \(p = \frac{{nRT}}{V}\), số mol khí nhiều hơn thì áp suất lớn hơn. Do \({n_{{\rm{hydrogen}}}} = 2{n_{{\rm{helium}}}}\), áp suất ở bình thứ nhất gấp đôi áp suất ở bình thứ hai.
c) Đúng. Nhiệt độ tuyệt đối: \(T = 37 + 273 = 310\,{\rm{K}}\)
Động năng trung bình của mỗi phân tử:
\(\begin{array}{l}{E_k} = \frac{3}{2}{k_B}T\\ \Rightarrow {E_k} = \frac{3}{2}.1,{38.10^{ - 23}}.310 \approx 6,{417.10^{ - 21}}\,{\rm{J}}\end{array}\)
d) Sai. Bình phương vận tốc trung bình:
\(\begin{array}{l}v_{{\rm{tb}}}^2 = \frac{{3{k_B}T}}{m},m = \frac{M}{{{N_A}}} = \frac{{{{4.10}^{ - 3}}}}{{6,{{022.10}^{23}}}}\,{\rm{kg}}\\ \Rightarrow v_{{\rm{tb}}}^2 = \frac{{3.1,{{38.10}^{ - 23}}.300}}{{\frac{{{{4.10}^{ - 3}}}}{{6,{{022.10}^{23}}}}}} = 1,{87.10^6}{m^2}/{s^2} = 1,{87.10^{10}}c{m^2}/{s^2}\end{array}\)
Danh sách bình luận