Title CĐ Bồi dưỡng HSG Vật Lý lớp 10 - Chương 8 - ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ. PHÂN BỐ MAXWELL-BOLTZMANN.docx ✅

1 CHƯƠNG VIII. ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ PHÂN BỐ MAXWELL-BOLTZMANN VIII.1 ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ 2 VIII.2 PHÂN BỐ MAXWELL-BOLTZMANN 9 VIII.1 LỜI GIẢI ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ 14 VIII.2 LỜI GIẢI PHÂN BỐ MAXWELL-BOLTZMANN 38
2 VIII.1 ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ Bài 1. Biết khối lượng của 1 mol nước 318.10 kg và 1mol có 236,02.10AN phân tử. Xác định số phân tử có trong 200 cm 3 nước. Khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m 3 . ĐS: 246,7.10 phân tử. Bài 1bis. Tìm khối lượng của tất cả các phân tử bay ra từ 1cm 2 của mặt nước ở 100 0 C vào hơi bão hòa. Biết rằng có η = 3,6% phân tử đi từ hơi vào nước bị giữ lại. ĐS: 0,35 2/.gscm Bài 2. Một lượng khí khối lượng 15kg chứa 5,64.10 26 phân tử. Phân tử khí này gồm các nguyên tử hidro và cacbon. Hãy xác định khối lượng của nguyên tử cacbon và hidro trong khí này. Biết một mol khí có 236,02.10AN phân tử. ĐS: 2726,64.10Hm kg; 262.10Cm kg. Bài 3. Một chất khí lý tưởng ở trạng thái ban đầu áp suất P 0 , được dãn đẳng nhiệt tới thể tích V 2 =3V 1 . Sau đó khí được nén đoạn nhiệt trở về thể tích ban đầu, áp suất sau khi nén là P 3 = 3 1/3 P 0 . Hăy a. Tìm áp suất sau khi dãn P 2 và xác định khí là đơn nguyên tử hay lưỡng nguyên tử, đa nguyên tử? b. Động năng trung bình của một phân tử khí ở trạng thái cuối so với trạng thái đầu thay đổi như thế nào? ĐS: a. i = 6; b. 3 1 1,44W W Bài 4. Một bóng đèn có thể tích V = 1 lít ờ nhiệt độ 20°c. chứa khí H 2 ở áp suất p = 10 -4 mmHg. Ở thời điểm t = 0, dây tóc có diện tích mặt ngoài 0,2cm 2 được đốt nóng đỏ, ở điều kiện đó, phân tử H 2 đập vào dây tóc bị phân li thành các nguyên tử H và dính vào thành ống thủy tinh của bóng đèn sau va chạm. Tìm quãng đường tự do của phân tử H 2 -
3 Tìm áp suất khí H 2 trong đèn ở thời điềm t. Sau bao lâu áp suất khí trong đèn bóng bằng 10 -7 mmHg Bỏ qua sự thay đổi nhiệt độ khí do bị đốt nóng. Đường kính hiệu dụng của nguyên tử H là d = 2,3.10 -8 cm ĐS. b. P = P 0 exp()3 6tSRT V ; c. t = 1,084 (s) Bài 5. Một buồng B cách nhiệt được thông bằng 2 lỗ nhỏ giống nhau với 2 buồng A và C (chứa cùng 1 chất khí lí tưởng). Người ta giữ áp suất ở 2 buổng đó không đổi và bằng P; giữ nhiệt độ ở buồng A bằng T và nhiệt độ buồng C bằng 2T. Tính áp suất P 1 và nhiệt độ T 1 ở buồng B khi đã có trạng thái dừng trong buồng ấy. ĐS: 41122 12 ;2 PPTT Bài 6. Một bình hình trụ kín bán kính r = 10cm đặt nằm ngang, chứa nước tới một nửa (hình 3), có hệ thống đưa không khí vào và ra khỏi bình. Bơm không khí vào bình với tốc độ nhỏ và không đổi. Nhiệt độ của không khí và nước bằng 20 0 C. Độ ẩm của không khí thổi vào bình là f = 60%. Biết rằng ở nhiệt độ đã cho có η = 4% phân tử hơi nước đập vào mặt nước và được chuyển sang thể lỏng. Xác định thời gian để toàn bộ nước trong bình bị bay hơi hết. Cho biết áp suất hơi nước bão hoà ở 20 0 C là P 0 = 2,3kPa. Bỏ qua sự ngưng tụ của nước ở thành bình, xem hơi nước là khí lí tưởng. Biết hằng số chất khí R = 8,31(J/mol.K), khối lượng riêng của nước  = 1000kg/m 3 , khối lượng mol của nước là  = 18gam. ĐS: 41phút45 giây Bài 7. Tính gần đúng khối lượng hơi nước bay hơi trong 1s từ 1m 2 của mặt hồ ở nhiệt độ T=300K. Sự bay hơi này tạo thành một lớp hơi bão hòa có áp suất P=3,5kPa. Giả thiết các phân tử hơi nước có vận tốc trung bình 3RT v  với 0,018/kgmol
4 ĐS: Khối lượng hơi nước trong 1s từ 1m 2 : 2 2,7/ 12Mpkgsm RT   Bài 8. Một bình cách nhiệt có một lỗ thong với bên ngoài. Bên ngoài là chất khí ở nhiệt độ T và áp suất P đủ thấp để các phân tử khí bay qua lỗ không va chạm vào nhau. Người ta giữa nhiệt độ khí trong bình là 4T. Tính áp suất P 1 trong bình khi đã có có trạng thái dừng (không đổi với thời gian) trong bình. ĐS: P 1 = 2P Bài 9 Cho một bình chứa khí lý tưởng ở áp suất p (lớn hơn áp suất bên ngoài) và nhiệt độ T. Trên thành bình có một lỗ nhỏ đến mức trung bình không có dòng đáng kể trong bình khi khí thoát ra ngoài qua lỗ. Coi p và T là không đổi trong quá trình khoảng thời gian quan sát. Bỏ qua ma sát và coi quá trình là đoạn nhiệt, tìm vận tốc của dòng khí (khi đã đạt tới trạng thái dừng) ở điểm có nhiệt độ T 1 ĐS. v 1 = )(2 1TTCP  Bài 10 Một chất khí thoát đoạn nhiệt từ một bình chứa khí theo một ống nằm ngang tiết diện S nhỏ. Áp suất p 0 và nhiệt độ T 0 trong bình được giữ không đổi và khối lượng riêng 0 ; khối lượng mol là  . Áp suất bên ngoài là p. Giả sử rằng khí là lý tưởng và tiết diện của ống nhỏ đến nỗi có thể bỏ qua vận tốc dòng của khí trong bình. Tìm vận tốc v của khí và lượng khí q thoát ra trong đơn vị thời gian. ĐS: 1 0 0 2 1() 1 p vRT p         ; 21 00 00 2 ()() 1 pp qSp pp          Bài 11. Một hỗn hợp khí giãn nở vào chân không qua một ống có tiết diện bé. Xác định vận tốc chảy đoạn nhiệt của hỗn hợp hai khí lưỡng nguyên tử và khối lượng mol là 21và . Số phân tử khí thứ nhất gấp k lần số phân tử khí thứ hai. Nhiệt độ hỗn hợp là T.