Vật lý 12 Kết nối tri thức bài 12

Vật lý 12 Kết nối tri thức bài 12 – Áp suất khí theo mô hình động học phân tử - Quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ là bài học giúp học sinh khám phá bản chất vi mô của chất khí thông qua chuyển động không ngừng của các phân tử. Nội dung bài học không chỉ giải thích nguồn gốc của áp suất chất khí mà còn làm rõ mối liên hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ tuyệt đối. Trong bài viết này, chúng tôi cung cấp phần giải SGK Vật lý 12 Kết nối tri thức bài 12 chi tiết, kèm tóm tắt lý thuyết, công thức trọng tâm và phương pháp giải bài tập dễ hiểu, hỗ trợ học sinh học tốt chương Nhiệt học và ôn thi hiệu quả.

Với nội dung bài Giải bài tập Vật Lí lớp 12 bài 12: Áp suất khí theo mô hình động học phân tử - Quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ chi tiết sách Kết nối tri thức giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn Vật lí 12

Lời giải:

- Khối lượng phân tử: Áp suất khí tỉ lệ thuận với khối lượng phân tử. Khi khối lượng phân tử tăng, các phân tử khí sẽ có động năng lớn hơn khi va chạm với thành bình, dẫn đến áp suất lên thành bình tăng.

- Tốc độ chuyển động của phân tử: Áp suất khí tỉ lệ thuận với bình phương tốc độ chuyển động của phân tử. Khi tốc độ chuyển động của phân tử tăng, số lần va chạm và lực va chạm của phân tử với thành bình tăng, dẫn đến áp suất tăng.

- Mật độ phân tử: Áp suất khí tỉ lệ thuận với mật độ phân tử. Khi mật độ phân tử tăng, số lượng phân tử trong một đơn vị thể tích tăng, dẫn đến số lần va chạm với thành bình tăng và áp suất tăng.

- Lực liên kết phân tử: Áp suất khí tỉ lệ nghịch với lực liên kết phân tử. Khi lực liên kết phân tử yếu, các phân tử dễ dàng di chuyển và va chạm với thành bình hơn, dẫn đến áp suất tăng.

I. Áp suất khí theo mô hình động học phân tử

Lời giải:

Có thể coi chuyển động của phân tử khí trước và sau khi va chạm với thành bình là chuyển động thẳng đều vì:

- Khoảng thời gian va chạm rất ngắn: Khi va chạm với thành bình, phân tử khí chỉ tương tác với thành bình trong một khoảng thời gian rất ngắn, thường là nano giây hoặc pico giây. Trong khoảng thời gian này, lực tác dụng lên phân tử khí rất lớn, nhưng thời gian tác dụng quá ngắn nên không ảnh hưởng đáng kể đến vận tốc của phân tử.

- Chuyển động của phân tử khí giữa hai lần va chạm là chuyển động thẳng đều: Sau khi va chạm với thành bình, phân tử khí sẽ tiếp tục chuyển động theo đường thẳng với vận tốc không đổi cho đến khi va chạm với thành bình tiếp theo hoặc với một phân tử khí khác.

Lời giải:

Thời gian va chạm giữa hai lần va chạm liên tiếp của một phân tử:

a) Lực do thành bình ABCD tác dụng lên một phân tử khí và lực do một phân tử khí tác dụng lên thành bình ABCD:

- Theo định luật III Newton, hai lực này có cùng độ lớn và ngược chiều nhau.

- Lực do thành bình ABCD tác dụng lên một phân tử khí được gọi là lực phản xạ.

- Lực do một phân tử khí tác dụng lên thành bình ABCD được gọi là áp suất.

b) Áp suất do một phân tử khí tác dụng lên thành bình ABCD:

Áp suất được định nghĩa là lực tác dụng lên một đơn vị diện tích.

Lực do một phân tử khí tác dụng lên thành bình ABCD là

Diện tích bị tác dụng là diện tích một cạnh của hình vuông ABCD, A = l2.

Do đó, áp suất do một phân tử khí tác dụng lên thành bình ABCD là:

Lời giải:

Áp suất và thể tích của một lượng khí nhất định tỉ lệ nghịch với nhau khi nhiệt độ không đổi vì các mặt của hình lập phương là bình đẳng nên áp suất tác dụng lên các mặt như nhau

Lời giải:

- Khi mật độ phân tử tăng, số lượng phân tử va chạm với thành bình trong một đơn vị thời gian tăng, dẫn đến áp suất tăng.

- Khi động năng trung bình tăng, lực va chạm của các phân tử khí với thành bình tăng, dẫn đến áp suất tăng.

II. Mối quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ

Lời giải:

Khi nhiệt độ tăng, động năng trung bình của các phân tử khí tăng theo. Do đó, lực va chạm của các phân tử khí với thành bình tăng, dẫn đến áp suất tăng.

Lời giải:

Khối lượng: N2 > O2 > CO2

Tốc độ trung bình: CO2 > O2 > N2

Động năng trung bình: O2 > N2 > CO2

>>> Bài tiếp theo: Vật lý 12 Kết nối tri thức bài 13

-----------------------------

FAQ

1. Vật lý 12 Kết nối tri thức bài 12 học những nội dung trọng tâm nào?

Bài học tập trung vào hai nội dung chính:

• Giải thích sự hình thành áp suất của chất khí dựa trên mô hình động học phân tử;
• Tìm hiểu mối quan hệ giữa động năng chuyển động nhiệt của các phân tử khí và nhiệt độ tuyệt đối.

Đây là những kiến thức nền tảng giúp học sinh hiểu sâu hơn về bản chất của chất khí.

2. Áp suất của chất khí được hình thành như thế nào?

Theo mô hình động học phân tử, các phân tử khí luôn chuyển động hỗn loạn và va chạm liên tục vào thành bình chứa. Những va chạm này tạo ra lực tác dụng lên thành bình và gây nên áp suất của chất khí.

Việc hiểu bản chất của áp suất khí giúp học sinh giải thích nhiều hiện tượng vật lí trong đời sống và kỹ thuật.

3. Động năng phân tử có liên hệ như thế nào với nhiệt độ?

Động năng trung bình của các phân tử khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của chất khí. Khi nhiệt độ tăng, các phân tử chuyển động nhanh hơn và động năng trung bình của chúng cũng tăng lên.

Đây là cơ sở để giải thích sự thay đổi trạng thái của chất khí khi nhiệt độ biến đổi.

-----------------------------------------

 Trên đây là nội dung giải SGK Vật lý 12 Kết nối tri thức bài 12 – Áp suất khí theo mô hình động học phân tử - Quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ với phần lý thuyết trọng tâm, kiến thức cần nhớ và hướng dẫn giải bài tập chi tiết. Hy vọng tài liệu sẽ giúp học sinh hiểu rõ bản chất của chất khí, nâng cao kỹ năng vận dụng kiến thức vào giải bài tập và xây dựng nền tảng vững chắc cho quá trình học tập cũng như ôn thi tốt nghiệp THPT môn Vật lý.