16:31:2725/03/2020
Bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu về cấu tạo của chất, nội dung của thuyết động học phân tử chất khí. Qua đó vận dụng trả lời một số câu hỏi và bài tập để nắm vững nội dung lý thuyết.
I. Cấu tạo chất
1. Những điều đã học về cấu tạo chất
- Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử;
- Các phân tử chuyển động không ngừng;
- Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao.
2. Lực tương tác phân tử
• Các vật có thể giữ được hình dạng và thể tích của chúng là do giữa các phân tử cấu tạo nên vật đồng thời có lực hút và lực đẩy. Độ lớn của những lực này phụ thuộc vào khoảng cách giữa các phân tử.
- Khi khoảng cách giữa các phân tử nhỏ thì lực hút nhỏ hơn lực đẩy.
- Khi khoảng cách giữa các phân tử lớn thì lực hút mạnh hơn lực đẩy.
- Khi khoảng cách giữa các phân tử rất lớn [lớn hơn nhiều lần kích thước phân tử] thì lực tương tác giữa chúng coi như không đáng kể.
3. Các thể rắn, lỏng, khí
- Ở thể khí, các phân tử ở xa nhau [khoảng cách giữa các phân tử lớn gấp hàng chục lần kích thước của chúng]. Lực tương tác giữa các phân tử rất yếu nên các phân tử chuyển động hoàn toàn hỗn loạn. Vì thế, chất khí không có hình dạng và thể tích riêng. Chất khí chiếm toàn bộ thể tích của bình chứa và có thể nén được dễ dàng.
- Ở thể rắn, các phân tử ở gần nhau [khoảng cách giữa các phân tử chỉ vào cỡ kích thước của chúng]. Lực tương tác giữa các phân tử chất rắn rất mạnh nên giữ được các phân tử chất rắn rất mạnh nên giữ được các phân tử này ở các vị trí xác định và làm cho chúng chỉ có thể dao động xung quanh các vị trí cân bằng xác định này. Vì thế, các vật rắn có thể tích và hình dạng riêng xác định.
- Thể lỏng được coi là trung gian giữa thể khí và thể rắn. Lực lượng tương tác giữa các phân tử ở thể lỏng lớn hơn lực tương tác giữa các phân tử ở thể khí nên giữ được các phân tử không chuyển động phân tán ra xa nhau. Do đó, chất lỏng có thể tích riêng xác định. Tuy nhiên, lực này chưa đủ lớn như trong chất rắn để giữ các phân tử ở những vị trí xác định. Các phân tử ở thể lỏng cũng dao động xung quanh các vị trí cân bằng nhưng không cố định mà di chuyển. Vì thế, chất lỏng không có hình dạng riêng mà có hình dạng của phần bình chứa nó.
II. Thuyết động học phân tử chất khí
1. Nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí
• Thuyết động học phân tử chất khí ra đời vào những năm đầu của thế kỉ XVIII, nội dung cơ bản như sau:
- Chất khí được cấu tạo từ các phân tử riêng rẽ, có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
- Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng ; chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao.
- Khi chuyển động hỗn loạn, các phân tử khí va chạm vào nhau và va chạm vào thành bình.
• Mỗi phân tử khí va chạm vào thành bình tác dụng lên thành bình một lực không đáng kể, nhưng vô số phân tử khí va chạm vào thành bình tác dụng lên thành bình một lực đáng kể. Lực này gây áp suất của chất khí lên thành bình.
2. Khí lý tưởng là gì?
- Khí lý tưởng là chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm.
III. Bài tập về cấu tạo chất, thuyết động học phân tử chất khí
* Bài 1 trang 154 SGK Vật Lý 10: Tóm tắt nội dung về cấu tạo chất
° Lời giải bài 1 trang 154 SGK Vật Lý 10:
- Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử.
- Các phân tử chuyển động không ngừng.
- Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao.
* Bài 2 trang 154 SGK Vật Lý 10: So sánh các thể khí, lỏng, rắn về các mặt sau đây:
- Loại phân tử,
- Tương tác phân tử
- Chuyển động phân tử
° Lời giải bài 2 trang 154 SGK Vật Lý 10:
• Ở thể khí các nguyên tử, phân tử ở xa nhau.
- Lực tương tác giữa các nguyên tử, phân tử rất yếu nên các nguyên tử, phân tử chuyển động hoàn toàn hỗn độn. Do đó, chất khí không có hình dạng và thể tích riêng. Chất khí luôn chiếm loàn bộ thể tích của bình chứa và có thể nén được dễ dàng.
• Ở thể rắn, các nguyên tử, phân tử ở gần nhau.
- Lực tương tác giữa các nguyên tử, phân tử chất rắn rất mạnh nên giữ được các nguyên tử, phân tử này ở các vị trí xác định và làm cho chúng chỉ có thể dao động xung quanh các vị trí cân bằng xác định này. Do đó các vật rắn có thể tích và hình dạng riêng xác định.
• Thể lỏng được coi là trung gian giữa thể khí và thể rắn.
- Lực tương tác giữa các phân tử chất lỏng lớn hơn lực tương tác giữa các nguyên tử, phân tử chất khí nên giữ được các nguyên tử, phân tử không chuyển động phân tán ra xa nhau. Nhờ đó chất lỏng có thể tích riêng xác định. Tuy nhiên, lực này chưa đủ lớn như trong chất rắn để giữ các nguyên tử, phân tử ở những vị trí xác định. Các nguyên tử, phân tử ở thể lỏng cũng dao động xung quanh các vị trí cân bằng, nhưng những vị trí này không cố định mà di chuyển. Do đó chất lỏng không có hình dạng riêng mà có hình dạng của bình chứa nó.
* Bài 3 trang 154 SGK Vật Lý 10: Nêu các tính chất của chuyển động của phân tử
° Lời giải bài 3 trang 154 SGK Vật Lý 10:
+ Loại phân tử: đều giống nhau [cùng một chất]
+ Tương tác phân tử: chất khí < chất lỏng < chất rắn
+ Chuyển động phân tử:
- Chất khí: tự do, hỗn loạn
- Chất lỏng: chuyển động xung quanh các vị trí cố định trong thời gian ngắn rồi chuyển vị trí khác.
- Chất rắn: chuyển động xung quanh vị trí cố định.
* Bài 4 trang 154 SGK Vật Lý 10: Định nghĩa khí lí tưởng
° Lời giải bài 4 trang 154 SGK Vật Lý 10:
- Định nghĩa: Khí lý tưởng là chất khí trong đó các phân tử được coi là chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm với nhau.
* Bài 5 trang 154 SGK Vật Lý 10: Tính chất nào sau đây không phải là của phân tử?
A. Chuyển động không ngừng
B. Giữa các phân tử có khoảng cách
C. Có lúc đứng yên, có lúc chuyển động
D. Chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao.
° Lời giải bài 5 trang 154 SGK Vật Lý 10:
• Chọn đáp án: C. Có lúc đứng yên, có lúc chuyển động
- Theo thuyết động học phân tử: Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng, chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao.
* Bài 6 trang 154 SGK Vật Lý 10: Khi khoảng các giữa các phân tử rất nhỏ, thì giữa các phân tử
A. Chỉ có lực hút
B. Chỉ có lực đẩy
C. Có cả lực hút và lực đẩy, nhưng lực đẩy lớn hơn lực hút
D. Có cả lực hút và lực đẩy, nhưng lực đẩy nhỏ hơn lực hút.
° Lời giải bài 6 trang 154 SGK Vật Lý 10:
• Chọn đáp án: C. Có cả lực hút và lực đẩy, nhưng lực đẩy lớn hơn lực hút
- Khi khoảng cách giữa các phân tử nhỏ thì lực đẩy mạnh hơn lực hút, khi khoảng cách giữa các phân tử lớn thì lực hút mạnh hơn đẩy.
* Bài 7 trang 155 SGK Vật Lý 10: Tính chất nào sau đây không phải là của phân tử của vật chất ở thể khí?
A. Chuyển động hỗn loạn
B. Chuyển động không ngừng
C. Chuyển động hỗn loạn và không ngừng
D. Chuyển động hỗn loạn xung quanh các vị trí cân bằng cố định.
° Lời giải bài 7 trang 155 SGK Vật Lý 10:
• Chọn đáp án: D. Chuyển động hỗn loạn xung quanh các vị trí cân bằng cố định.
* Bài 8 trang 155 SGK Vật Lý 10: Nêu ví dụ chứng tỏ giữa các phân tử có lực hút, lực đẩy.
° Lời giải bài 8 trang 155 SGK Vật Lý 10:
- Giữa các phân tử có tồn tại lực hút; Ví dụ: Để 2 giọt nước tiếp xúc nhau, chúng bị lực hút vào nhau nhập thành một giọt.
- Giữa các phân tử tồn tại lực đẩy; Ví dụ: Cho chất khí vào một xilanh rồi đẩy pittông nén lại. Ta chỉ nén khối khí đến một thể tích nào đó thôi vì khi đó lực đẩy giữa các phân tử là rất lớn, chống lại lực nén của pittông.
Câu 1: Câu nào sau đây nói về chuyển động của phân tử là không đúng?
- B. Các phân tử chuyển động không ngừng.
- C. Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ càng cao.
- D. Các phân tử khí không dao động quanh vị trí cân bằng.
Câu 2: Cho các phát biểu sau:
- Hình dạng và thể tích của một lượng khí là hình dạng và thể tích của bình chứa nó.
- Chất khí có tính bành trướng vì chiếm toàn bộ thể tích của bình chứa nó.
- Khi áo suất tác dụng lên một lượng khí tăng thì thể tích của khí giảm đáng kể.
- Chất khí có khối lượng riêng nhỏ so với chất rắn và chất lỏng.
Số phát biểu đúng là
Câu 3: Câu nào sau đây nói về lực tương tác phân tử là không đúng?
- A. Lực phân tử chỉ đáng kể khi các phân tử ở rất gần nhau.
- B. Lực hút phân tử có thể lớn hơn lực đẩy phân tử.
- D. Lực hút phân tử có thể bằng lực đẩy phân tử.
Câu 4: Cho các phát biểu sau:
- Mol là lượng chất trong đó có chứa một số phân tử hay nguyên tử bằng số nguyên tử chứa trong 12 g cacbon 12.
- Số nguyên tử hay phân tử chứa trong 1 mol của mọi chất đều có cùng giá trị gọi là số A - vô - ga -đrô.
- Khối lượng mol của một chất được đo bằng khối lượng của một mol của ấy.
- Một phân tử Oxi [O2] có khối lượng xấp xỉ 2,66.10-23g.
Số phát biểu sai là
Câu 5: Câu nào sau đây nói về các phân tử khí lí tưởng là không đúng?
- A. Có thể tích riêng không đáng kể.
- B. Có lực tương tác không đáng kể.
- D. Có khối lượng đáng kể.
Câu 6: Một bình kín chứa N = 1,505.1023 phân tử khí Oxi. Khối lượng Oxi chứa trong bình là
Câu 7: Tìm câu sai.
- A. Khí lí tưởng là khí mà thể tích của các phân tử có thể bỏ qua
- C. Khí lí tưởng là khí mà các phân tử chỉ tương tác với nhau khi va chạm.
- D. Khí lí tưởng gây áp suất lên thành bình.
Câu 8: Tính chất nào sau đây không phải của phân tử?
- A. Chuyển động không ngừng.
- B. Giữa các phân tử có khoảng cách.
- D. Chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao.
Câu 9: Tìm câu sai.
- A. Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng gọi là nguyên tử, phân tử.
- C. Lực tương tác giữa các phân tử ở thể rắn lớn hơn lực tương tác giữa các phân tử ở thể lỏng và thể khí.
- D. Các nguyên tử, phân tử chất lỏng dao động xung quanh các vị trí cân bằng không cố định.
Câu 10: Khi khoảng cách giữa các phần tử rất nhỏ thì giữa các phần tử
- A. Chỉ có lực hút.
- B. Chỉ có lực đẩy.
- D. Có cả lực hút và lực đẩy, nhưng lực hút lớn hơn lực đẩy.
Câu 11: Biết khối lượng của một mol nước là 18 g, và 1 mol có NA = 6,02.1023 phân tử. Số phân tử trong 2 gam nước là?
- A. 3,24.1024 phân tử.
- C. 1,8.1020 phân tử.
- D. 4.1021 phân tử.
Câu 12: Biết khối lượng của 1 mol không khí ôxi là 32 g. 4 g khí ôxi là khối lượng cảu bao nhiêu mol khí ôxi?
- B. 0,25 mol.
- C. 1 mol.
- D. 2 mol.
Câu 13: Ở nhiệt độ 0oC và áp suất 760 mmHg, 22,4 lít khí ôxi chứa 6,02.1023 phân tử ôxi. Coi phân tử ôxi như một quả cầu cso bán kính r = 10-10m. Thể tích riêng của các phân tử khí ôxi nhỏ hơn thể tích bình chứa?
- B. 8,9 lần.
- C. 22,4.103 lần.
- D. 22,4.1023 lần.
Câu 14: Biết khối lượng của 1 mol nước là μ = 18.10-3kg và 1 mol có NA = 6,02.1023 phân tử. Biết khối lượng riêng của nước là ρ = 103 kg/m3. Số phân tử có trong 300 cm3 là?
- A. 6,7.1024 phân tử.
- C. 6,7.1023 phân tử.
- D. 10,03.1023 phân tử.
Câu 15: Một lượng khí có khối lượng là 30 kg và chứa 11,28.1026 phân tử. Phân tử khí này gồm các nguyên tử hiđrô và cacbon. Biết 1 mol khí có NA = 6,02.1023 phân tử. Khối lượng của các nguyển tử cacbon và hiđrô trong khí này là?
- B. mC = 4.10-26 kg ; mH = 1,32.10-26 kg.
- C. mC = 2.10-6 kg ; mH = 0,66.10-6 kg.
- D. mC = 4.10-6 kg ; mH = 1,32.10-6 kg.