Giải Vật lí 12 Chân trời sáng tạo bài 5

Giải Vật lí 12 Chân trời sáng tạo bài 5: Thuyết động học phân tử chất khí được VnDoc.com tổng hợp hướng dẫn bạn đọc trả lời các câu hỏi trong SGK Vật lý 12 các trang 38, 39, 40, 41. Mời các bạn cùng theo dõi.

Giải Vật lí 12 trang 37 Chân trời

Mở đầu trang 37 SGK Vật lí 12

Đệm hơi cứu nạn (Hình 5.1) là một thiết bị không thế thiếu trong lĩnh vực phòng cháy chữa cháy dùng để giải cứu nhanh chóng các nạn nhân trong trường hợp họ phải nhảy từ trên tầng cao xuống đất trong các vụ cháy nhà cao tầng hoặc động đất xảy ra. Đệm hơi là một tấm đệm được bơm đầy khí bên trong. Nhờ tính chất nào mà đệm hơi có thể giúp giảm chấn thương cho các nạn nhân trong tình huống này?

Lời giải:

Đệm hơi cứu nạn có thể giúp giảm chấn thương cho các nạn nhân trong tình huống nhảy từ trên cao xuống nhờ vào các tính chất sau:

- Khả năng hấp thụ năng lượng:

Khi nạn nhân tiếp xúc với đệm hơi, đệm sẽ nén lại và hấp thụ một phần năng lượng từ cú va chạm.

Nhờ vậy, lực tác động lên cơ thể nạn nhân sẽ được giảm bớt, giúp giảm nguy cơ chấn thương.

- Tính đàn hồi:

Sau khi nén lại, đệm hơi sẽ bật trở lại, giúp giảm tốc độ của nạn nhân một cách từ từ.

Điều này giúp giảm nguy cơ chấn thương do va đập mạnh với mặt đất.

- Diện tích tiếp xúc lớn:

Đệm hơi có diện tích tiếp xúc lớn giúp phân tán lực tác động lên một vùng rộng hơn trên cơ thể nạn nhân.

Nhờ vậy, áp lực lên từng điểm trên cơ thể sẽ giảm xuống, giúp giảm nguy cơ chấn thương.

- Chất liệu:

Đệm hơi thường được làm từ vật liệu tổng hợp có độ bền cao, chịu được va đập mạnh và có khả năng chống cháy.

Nhờ vậy, đệm có thể bảo vệ nạn nhân khỏi các mảnh vụn và nhiệt độ cao trong trường hợp hỏa hoạn.

- Dễ sử dụng:

Đệm hơi cứu nạn có thể được sử dụng nhanh chóng và dễ dàng bởi bất kỳ ai.

Điều này rất quan trọng trong các tình huống khẩn cấp, khi cần phải giải cứu nạn nhân một cách nhanh chóng.

Ngoài ra, đệm hơi cứu nạn còn có một số ưu điểm khác như:

- Có thể di chuyển dễ dàng: Đệm hơi có thể được gấp gọn và di chuyển đến bất kỳ nơi nào cần thiết.

- Có thể sử dụng nhiều lần: Đệm hơi có thể được sử dụng nhiều lần sau khi được bảo quản đúng cách.

Giải Vật lí 12 trang 38 Chân trời

Thảo luận 1 trang 38 SGK Vật lí 12

Nguyên nhân gây ra chuyển động Brown?

Lời giải:

Nguyên nhân gây ra chuyển động Brown là do các phân tử chất lỏng hoặc chất khí va chạm với phân tử có trong môi trường tạo ra chuyển động hỗn loạn, không ngừng.

Luyện tập trang 38 SGK Vật lí 12

Ta có thể quan sát được chuyển động Brown đối với các hạt có kích thước và khối lượng lớn hơn nhiều so với hạt phấn hoa không? Tại sao?

Lời giải:

Nếu các hạt phấn hoa có kích thước lớn hơn nữa vẫn có thể quan sát chuyển động Brown, nhưng khó quan sát hơn và cần điều kiện cụ thể.

Vì:

- Chuyển động Brown phụ thuộc vào kích thước hạt: Hạt càng nhỏ, chuyển động Brown càng mạnh.

- Hạt lớn và nặng chịu ảnh hưởng của trọng lực nhiều hơn, che lấp chuyển động Brown do va chạm với phân tử.

Giải Vật lí 12 trang 39 Chân trời

Thảo luận 2 trang 39 SGK Vật lí 12

Căn cứ nội dung bài 1 và quan sát trong thực tế, hãy nêu các tính chất của chất khí

Lời giải:

Chất khí có những tính chất đặc trưng như:

+ Có hình dạng và thể tích của bình chứa nó.

+ Có khối lượng riêng nhỏ hơn nhiều so với chất lỏng và chất rắn.

+ Dễ bị nén.

+ Gây ra áp suất lên thành bình chứa nó. Khi nhiệt độ tăng, áp suất khí tác dụng lên thành bình tăng.

+ Có khả năng khuếch tán, truyền nhiệt kém.

Luyện tập trang 39 SGK Vật lí 12

Đệm hơi cứu nạn trong Hình 5.1 là ứng dụng các tính chất nào của chất khí? Giải thích tác dụng cứu nạn của đệm hơi đối với người bị nạn rơi từ trên cao xuống.

Lời giải:

- Đệm hơi cứu nạn trong Hình 5.1 là ứng dụng các tính chất: dễ bị nén, dễ dãn nở.

- Tác dụng cứu nạn của đệm hơi đối với người bị nạn rơi từ trên cao xuống, đệm hơi cứu nạn có tác dụng:

+ Giảm lực tác động lên người bị nạn: Khi người bị nạn rơi xuống đệm hơi, đệm hơi sẽ nén lại và hấp thụ một phần năng lượng từ cú va chạm, giúp giảm bớt lực tác động lên cơ thể người bị nạn.

+ Phân tán lực tác động: Diện tích tiếp xúc lớn của đệm hơi giúp phân tán lực tác động lên một vùng rộng hơn trên cơ thể người bị nạn, giúp giảm nguy cơ chấn thương.

Nhờ những tác dụng này, đệm hơi cứu nạn giúp giảm nguy cơ chấn thương cho người bị nạn rơi từ trên cao xuống, góp phần bảo vệ tính mạng của họ.

Giải Vật lí 12 trang 40 Chân trời

Thảo luận 3 trang 40 SGK Vật lí 12

Từ mô hình động học phân tử (ở bài 1) và tính chất của chất khí, thảo luận để đưa ra các đặc điểm của các phân tử chất khí về:

a) Khoảng cách giữa các phân tử chất khí (so với chất rắn và chất lỏng).

b) Nguyên nhân gây ra áp suất chất khí.

Lời giải:

a) Khoảng cách giữa các phân tử chất khí lớn hơn khoảng cách giữa các phân tử chất lỏng, phân tử chất rắn.

b) Do các phân tử chất khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, va chạm với thành bình chứa nó tạo ra áp lực trên một diện tích nào đó, tạo ra áp suất.

Luyện tập trang 40 SGK Vật lí 12

Trong quá trình bơm xe đạp, khi lốp xe đã gần căng, càng về cuối của mỗi lần bơm ta càng thấy khó nén pit-tông xuống. Hãy giải thích.

• Khi sản xuất vỏ bình chứa khí gas, khí oxygen, các nhà sản xuất thường sử dụng vật liệu là thép không gỉ hoặc nhôm có bề dày đủ lớn để đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng. Hãy giải thích điều này.

Lời giải:

• Trong quá trình bơm xe đạp, khi lốp xe đã gần căng, càng về cuối của mỗi lần bơm ta càng thấy khó nén pit-tông xuống. Vì lượng khí bơm vào lốp xe đã đầy, mật độ phân tử khí gần như đã chiếm đầy chỗ bên trong lốp, số lượng các va chạm giữa phân tử khí với nhau và thành bên trong lốp tăng lên đáng kể, áp suất tác dụng lên pit-tông đủ lớn, do đó ta cảm thấy khó nén.

• Khi sản xuất vỏ bình chứa khí gas, khí oxygen, các nhà sản xuất thường sử dụng vật liệu là thép không gỉ hoặc nhôm có bề dày đủ lớn để đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng. Vì khí gas, khí oxygen này ở trạng thái nén, có áp suất rất lớn.

Vận dụng trang 40 SGK Vật lí 12

Chuyển động nhiệt của các phân tử khí trong bầu khí quyển là một trong những nguyên nhân gây nên áp suất khí quyển. Khi áp suất khí quyển thay đổi sẽ ảnh hưởng bất lợi đến sức khoẻ của con người và điển hình là những người mắc bệnh viêm xoang. Từ các nguồn sách, báo, internet, ... em hãy trình bày ngắn gọn ảnh hưởng bất lợi của sự thay đổi áp suất khí quyển đối với người mắc bệnh viêm xoang và biện pháp hạn chế.

Lời giải:

- Ảnh hưởng bất lợi của sự thay đổi áp suất khí quyển đối với người mắc bệnh viêm xoang: áp suất thay đổi (đi máy bay hoặc lặn xuống biển sâu) làm cho các mao mạch trong mũi bị phình to hoặc giãn nở ra.

- Biện pháp hạn chế ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất khí quyển đối với người mắc bệnh viêm xoang:

+ Sử dụng thuốc:

Dùng thuốc xịt mũi giảm sung huyết trước khi thay đổi áp suất để giúp thông mũi và giảm đau nhức.

Dùng thuốc kháng histamine để giảm nghẹt mũi và chảy nước mũi.

+ Thay đổi tư thế:

Khi đi máy bay, nên nhai kẹo cao su hoặc nuốt nước thường xuyên để giúp cân bằng áp suất giữa tai giữa và môi trường xung quanh.

Khi lặn biển, nên thực hiện các kỹ thuật cân bằng áp suất để tránh ảnh hưởng đến tai và xoang.

+ Phòng ngừa:

Tránh thay đổi áp suất đột ngột, ví dụ: không nên đi máy bay hoặc lặn biển khi đang bị viêm xoang cấp tính.

Giữ ấm cơ thể và tránh tiếp xúc với các tác nhân kích thích như khói bụi, hóa chất,... để giảm nguy cơ viêm xoang.

Sử dụng máy phun sương hoặc nước muối sinh lý để giữ ẩm cho mũi, giúp giảm kích ứng niêm mạc xoang.

Giải Vật lí 12 trang 41 Chân trời

Bài tập 1 trang 41 SGK Vật lí 12

Nội dung nào dưới đây không phải là tính chất của các phân tử khí?

A. Chuyển động hỗn loạn, không ngừng.

B. Nhiệt độ càng cao, các phân tử khí chuyển động càng nhanh.

C. Các phân tử khí va chạm vào thành bình gây ra áp suất.

D. Chuyển động hỗn loạn xung quanh các vị trí cân bằng cố định.

Lời giải:

Đáp án đúng là D

D – sai vì các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, không có vị trí cân bằng cố định, nhiệt độ càng cao thì chúng chuyển động càng nhanh, các phân tử khí va chạm với thành bình gây ra áp suất.

Bài tập 2 trang 41 SGK Vật lí 12

Mùi hôi từ các bãi rác thải là một vấn nạn đối với cư dân sống xung quanh. Khi thời tiết càng nắng nóng thì mùi hôi bốc ra càng nồng nặc và càng bay xa (ngay cả trong điều kiện không có gió). Dựa vào thuyết động học phân tử chất khí, hãy giải thích điều này và đề xuất biện pháp hạn chế tình trạng trên.

Lời giải:

Khi nhiệt độ càng cao, các phân tử (mùi hôi) chuyển động nhiệt càng nhanh, càng hỗn loạn, khuếch tán vào trong không khí càng nhanh. Do đó mùi hôi bốc ra càng nồng nặc và càng bay xa.

Đề xuất biện pháp hạn chế:

- Phân loại rác

- Thu gom xử lí rác thải định kì

- Bãi rác nên xa khu dân cư

Bài tập 3 trang 41 SGK Vật lí 12

Đun một nồi nước trên bếp, khi nước sôi nắp nồi thường bị đẩy lên. Hãy giải thích điều này.

Lời giải:

Khi nước sôi, có sự chuyển thể từ thể lỏng sang thể khí, các phân tử khí càng ngày càng nhiều, chuyển động hỗn loạn không ngừng, va chạm vào nắm nồi càng nhiều, tạo ra áp suất mạnh lên nắp nồi. Do đó lực tác dụng lên nắp nồi mạnh, nên nắp nồi thường bị đẩy lên.

Bài tập 4 trang 41 SGK Vật lí 12

Coi Trái Đất là một khối cầu bán kính 6 400 km, nếu lấy toàn bộ số phân tử nước trong 1,0 g hơi nước trải đều trên bề mặt Trái Đất thì mỗi mét vuông trên bề mặt Trái Đất có bao nhiêu phân tử nước? Biết khối lượng mol của phân tử nước khoảng 18 g/mol.

Lời giải:

Đang cập nhật...

Bài tiếp theo: Giải Vật lí 12 Chân trời sáng tạo bài 6