Vật lý 10 chương 5 đề bài

Lực tương tác phần tử Các nguyên tử và phân tử đồng thời hút va day nhau, ở khoảng cách nhỏ thì đây nhau, ở khoảng cách lớn thì hút nhau, khi khoảng cách giữa các nguyên tử hoặc phân tử

Trình bày được cấu trúc và tính chất của chất khí

Trình bày đặc điểm câu tạo của chất khí, chất lỏng, chất ran

Trình bày được nội dung thuyết động học phân tử chất khí

Viết công thức tính số mol và lượng chất

* Chất khí dễ nén, khi tăng áp suất tác dụng lên một lượng khí thì thể tích chất khí giảm đi đáng kẻ

* Chất khí có khối lượng riêng nhỏ hơn chất rắn va chat lỏng

1

2 Lực tương tác phần tử

Các nguyên tử và phân tử đồng thời hút va day nhau, ở

khoảng cách nhỏ thì đây nhau, ở khoảng cách lớn thì hút nhau,

khi khoảng cách giữa các nguyên tử hoặc phân tử rất lớn so với

kích thước của chúng thì coi như không có tương tác với nhau

3 Cac thé ran, long, khi BA

- Thể khí Ö thể khí các phân tử ở xa nhau, lực tương tác giữa ` ` long chất lòng,

không có hình dạng và thê tích xác định, có thê nén được dê dàng 3 ¿*„ 2/ tử nhỏ hơn chất khi

Chat khí trong đó các phân tử được coi là chất điểm (khoảng NNENN

cách giữa các nguyên tử hoặc phân tử rất lớn so với kích thước của chúng) thì coi như chúng không tương tác với nhau, và chỉ tương tác khi va chạm gọi là khí lý tưởng

- Thể rắn: Các phân tử chất răn ở rất gân nhau và được sắp xếp theo một trật tự nhất định nên lực tương tác giữa các nguyên tử, phân tử là rất mạnh Vi vậy nên các nguyên tử, phân tử có thể tích và hình dạng xác định

- Thể lỏng: Thể long được coi là trung gian giữa thể răn và thể khí nên lực tương tác giữa các nguyên tử, phân tử nhỏ hơn lực tương tác của chất răn, lớn hơn chất khí Vì vậy chất lỏng có thể tích xác định nhưng chưa

có hình dạng ồn định như chất rắn

4 Thuyết động học phân tử chất khí

* Chất khí bao gồm các phân tử, kích thước mỗi phân tử rất nhỏ coi như một chất điểm

* Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng, chuyên động này phụ thuộc vào nhiệt độ, không có hướng ưu tiên và gọi là chuyên động nhiệt của các phân tử khí Khi nhiệt độ càng cao thì các nguyên tử, phân tử chuyên động càng nhanh

* Khi chuyển động các phân tử va chạm với nhau và với thành bình Khi rât nhiều phân tử khí va chạm với thành bình gây ra áp suât chât khí lên thành bình chứa

5 Lượng chất và mol

Lượng chât chứa trong một vật được xác định theo sô phân tử hay nguyên tử chứa trong chât ây

Lượng chât đo băng mol: Ï mol là lượng chât trong đó sô phân tử hay nguyên tử băng sô nguyên tử chứa trong 12g cacbon 12

Số A-vô-ga-đrô: N, = 6,02.107mol”

Khối lượng mol kí hiệu là: I

Ở điều kiện tiêu chuẩn (t, =0°C và pạ = latm) thì thể tích 1 mol khí bat ki déu bang V, = 22,4 lit

LU Khoi lugng 1 phan tt khi: m, = —

A

A £ As + A A m

Sô mol chứa trong khôi lượng m của một chât: n=——

LU

Số phân tử hay nguyên tử chứa trong khối lượng m của một chất: NÑ=n.Ñ A

Il CAC DANG BAI TAP

> Phuong phap giai

Với các câu hỏi lí thuyết, vận dụng lí thuyết để

trả lời

- Với những bài tập tính số nguyên tử, số mol hay

thê tích, áp dụng công thức tương ứng đê tính

Chú ý: Ở điều kiện tiêu chuẩn (0°C, 1 atm) 1

mol khí có thê tích 22,4 lít

Thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn: V = 22,4.n

(lit)

Số mol: n=— trong đó: m là khối lượng

nguyên tử, M là khối lượng mol nguyên tử

Số nguyên tử hoặc phân tử chứa trong [ mol của

mọi chât đêu có cùng một giá trỊ, gọi là sô A-vô-ga-

Ví dụ 1: Tính chất nào sau đây không phải là của phân tử chất khí?

Theo thuyết động học phân tử, các phân tử chuyển động không ngừng, chuyển động này càng nhanh thì

nhiệt độ của chất khí càng cao

lượng khí đó ở điêu kiện tiêu chuân băng bao nhiêu? Biệt sô A-vô-ga- tiêu Chú ý: Thé tích khí ở điều kiện chuồn

Ví dụ 3: Một bình kín chứa N=3,01.10” phan tir khi helli

a) Tính khối lượng khí heli chứa trong bình

b) Biết nhiệt độ khí là 0°C và áp suất khí trong bình là I atm (1,013.105Pa) Hỏi thể tích của bình là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

a) Cu N, phân tử (nguyên tử) He có khối lượng 4 g

Mà N=3,01.107= vn = khối lượng He trong bình: m = 5 = 2¢

b) Trong điều kiện nhiệt độ và áp suât như trên (đktc), thé tích của 1 mol He là Vọ = 22.4 lít Vì lượng khí

He trong bình chỉ là 0,5 mol nên thê tích của bình là:

V=-°=I1,2 lít

2

bình chứa lớn hơn bao nhiêu lần thể tích phân tử oxi Biết bình chứa có * The tich hình câu:

thê tích 22,4 lit Coi cac phan tu oxi nhu nhitng qua cau ban kinh V= 4 rr

10”m

Thé tích của một phân tử khí 6xi 1a 3 TT

Thể tích của 6,02.107 phân tử khí oxi:

Vậy thê tích bình chứa lớn gấp 8888,9 lần thê tích của các phân tử khí ôxi

Ví dụ 5Š: Số phân tử chứa trong 1,2 kg không khí nếu coi không khí có 22% về khối lượng là oxi và 78% về khôi lượng là khí mơ

Khối lượng ôxi trong 1,2 kg không khí: Mo, = TH = 264 gam

Khối lượng nitơ trong 1,2 kg không khí: my, = TT“ = 936 gam

Số phân tử ôxi: N= == 02.10”? =49,67.10” phân tử

Số phân tử nitơ: N'= = 02.10”) =201,24.10?' phân tứ

Suy ra số phân tử trong 1,2 kg không khí: N, =N+N'=250,9.10” phân tử

Chọn A

> Bài tập tự luyện dạng 1

Cầu 1: Chọn câu đúng Cho 4 chất khí: H,, He,O,,N, :

A khối lượng phân tử của các khí H,,He,O, và No đều băng nhau

B khối lượng phân tử của O2 nặng nhất trong 4 loại khí trên

C khối lượng phân tử của Na nặng nhất trong 4 loại khí trên

D khối lượng phân tử của He nhẹ nhất trong 4 loại khí trên

Câu 2: Trong điều kiện chuẩn về nhiệt độ và áp suất thì

A số phân tử trong một đơn vị thể tích của các chất khí khác nhau là như nhau

B các phân tử của các chất khí khác nhau chuyển động với vận tốc như nhau

C khoảng cách giữa các phân tử rất nhỏ so với kích thước của các phân tử

D các phân tử khí khác nhau va chạm vào thành bình tác dụng vào thành bình những lực bằng nhau Câu 3: Chọn câu sai Số A-vô-ga-đrô có giá trị bằng

A Số nguyên tử chứa trong 4g khí hêii

B Số phân tử chứa trong l1óg khí ôxi

C Số phân tử chứa trong 18g nước lỏng

D Số nguyên tử chứa trong 22,4 lít khí trơ ở nhiệt độ 0°C và áp suất 1atm

Câu 4: Tỉ số khối lượng phân tử nước HzO và nguyên tử Cacbon 12 là:

C có cả lực hút và lực đây, nhưng lực đây lớn hơn lực hút

D có cả lực hút và lực đây, nhưng lực đây nhỏ hơn lực hút

Câu 7: Chon câu trả lời đúng: Tính chất nào sau đây không phải là của phân tử của vật chất ở thể khí:

A Chuyển động hỗn loạn

B Chuyên động không ngừng

C Chuyển động hỗn loạn và không ngừng

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

Câu 8: Chọn câu trả lời sai: Khi nói về chuyển động của phân tử:

A Chuyển động của phân tử là do lực tương tác phân tử gây ra

B Các phân tử chuyển động không ngừng

C Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao

D Các phân tử khí lí tưởng chuyên động theo đường thắng giữa hai vật va chạm

Câu 9: Chọn câu trả lời sai Khi nói về lực tương tác phân tử:

A Lực phân tử chỉ đáng kê khi các phân tử ở rất gần nhau

B Lực hút phân tử có thê lớn hơn lực đây phân tử

C Lực hút phân tử không thể lớn hơn lực đầy phân tử

D Lực hút phân tử có thể băng lực đầy phân tử

Câu 10: Chọn câu trả lời sai: khi nói về khí lí tưởng

A Thể tích phân tử có thể bỏ qua

B Các phân tử chỉ tương tác nhau khi va chạm

C Các phân tử khí chuyển động càng nhanh khi nhiệt độ càng cao

D Khối lượng các phân tử có thể bỏ qua

Câu 11: Chọn câu trả lời đúng: Áp suất của khí lên thành bình là

A Lực tác dụng lên một đơn vị diện tích thành bình

B Lực tác dụng xiên góc lên một đơn vị diện tích thành bình

C Luc tac dụng lên thành bình

D Lực tác dụng vuông góc lên một đơn vị diện tích thành bình

Câu 12: Đôi với một chất nào đó, gọi Òi là khối lượng mol, N, là số A-vô-ga-đrô, m là khối lượng Biểu thức

nào sau đây cho phép xác định số phân tử hay nguyên tử chứa trong khối lượng m của chất đó

A N=umN, B N==N, m C N=—N, u D N=—EN, mu

Câu 13: Điều nào sau đây là sai khi nói về chất lỏng?

A Chất lỏng không có thê tích riêng xác định

B Các nguyên tử, phân tử cũng dao động quanh các vị trí cân bằng, nhưng những vị trí can bang nay khong

cô định mà di chuyển

C Lực tương tác giữa các phân tử chất lỏng lớn hơn lực tương tác giữa các nguyên tử, phân tử chất khí và nhỏ hơn lực tương tác giữa các nguyên tử, phân tử chất rắn

D Chất lỏng không có hình dạng riêng mà có hình dạng của phân bình chứa nó

Câu 14: Truong hợp nào sau đây có lượng chất nhiều nhất? Cho biết khối lượng riêng của bạc, vàng, nhôm,

graphiit lân lượt là: 10,5 øg/cmỷ, 19,3 g/cm3, 2/7 g/cmỷ, 1,6 g/cm’

Câu 15: Số phân tử COa hình thành khi cho 64 g O› phản ứng vừa đủ với cacbon (C) là:

Câu 16: Khối lượng của một phân tử khí hyđrô là:

BÀI 2 CÁC ĐĂNG QUÁ TRÌNH

3 Vận dụng các công thức của các quá trình đê giải các bài tập vê chât khí

I LI THUYET TRONG TAM

1 Trạng thái và quá trình biến đổi trạng thái

- Trạng thái của I lượng khí được xác định băng các thông số trạng thái: thể tích V, áp suất P, nhiệt độ tuyệt

đối T

- Lượng khí chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác băng các quá trình biến đổi trạng thái (gọi là quá

trình)

- Thông thường, trong các quá trình tự nhiên cả 3 thông số trạng thái đều thay đồi, tuy nhiên cũng có thể, có

I thông sô nào đó không thay đôi, gọi là đăng quá trình

7

2 Quá trình đăng nhiệt Định luật Bôi-lơ Ma-ri-ỗt

Là quá trình biễn đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt

a Định luật Bôi-lo- Ma-ri-ốt

Trong quá trình đăng nhiệt của 1 lượng khí nhất định, áp suất tý lệ nghịch với thể tích

Biểu thức: pV = consf

Xét ở hai trạng thái I (p,, V,,T,) va trang thai 2 (p;, V;,T,) có T; =T; Khi đó ta có: p,V, = p„V,

b Đường đăng nhiệt

Vì quá trình đắng nhiệt có áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích nên có thể viết P

p =F (a là hăng số) nên xét trong hệ tọa độ (p, V) đường đăng nhiệt là đường Tạ > Ï:

hyperbol

Ứng với các nhiệt độ khác nhau của cùng 1 lượng khí, ta có các đường đăng

nhiệt khác nhau Các đường này tạo nên họ các đường đăng nhiệt 1,

O —> Đường đẳng nhiệt

3 Quá trình đăng tích Định luật Sác-lơ

Là quá trình biên đổi trạng thái một lượng khí, khi thê tích không đổi gọi

quả trình đăng tích

a Định luật Sác-lơ

Trong quá trình đăng tích của 1 lượng khí nhất định, áp suất của một lượng khí tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối: Biểu thức: + = const

Với nhiệt độ tuyệt đối: T (K) = t°C + 273

Xét ở hai trạng thái I (p,,V,,T,) va trạng thái 2 (p;,V,,T,) có

_ Vi qua trinh dang tich có áp suất tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt doi nén co thé : _

việt p = a.T (a là hãng sô) nên trong hệ tọa độ (P, 1) đường đăng tích là nửa :

s Ứng với các thế tích khác nhau của cùng 1 lượng khí sẽ có các đường TK)

4 Phương trình trạng thái Quá trình đăng áp - định luật Gay Luy-xác

- Qua các thí nghiệm chính xác cho thây, các chât khí chỉ tuân theo gần đúng các định luật Bôi-lơ Ma-ri-ốt

và Sác-lơ Chỉ có khí lý tưởng là tuân theo đúng các định luật đó

- Khi ở nhiệt độ thấp, sự khác biệt giữa khí thực và khí lí tưởng không quá lớn nên ta có thể áp dụng các định luật vê chât khí

a Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

- Phương trình trạng thái của khí lí tưởng là phương trình biểu thị mối quan hệ giữa 3 thông số trạng thái (p: V; T) của một khôi lượng khí lí tưởng xác định Phương trình này được nhà vật lý Cla-pê-rôn đưa ra năm 1834

V=aT (ala hang số) nên trong hệ tọa độ (V, T) đường đăng áp là nửa đường j _

Ứng với các áp suất khác nhau của cùng 1 lượng khí sẽ có các đường đăng Q'` _

áp khác nhau

Đường đẳng áp

Bước 1: Xac định các thông số đã biết

(p,.V,:p; V,) ở từng trạng thái của khối khí xác

định có nhiệt độ không thay đôi

Bước 2: Vận dụng định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt:

p,V, =p,V, và rút ra đại lượng đẻ bài yêu cau

Ví dụ: Dãn khí đăng nhiệt từ thể tích 5 lít đến thể tích 10 lít thì đo được áp suât là 4 atm Tính áp suât ban đâu của khí

> Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Nén khí đăng nhiệt từ thể tích 9 lít đến thể tích 6 lít thì thây áp suất tăng lên một lượng Ap = 40kPa

Tính áp suất ban đầu của khí

Hướng dẫn giải

Goi p, va p, 1a áp suất ứng với thé tích Vị =9 lít và thể tích Va = 6 lít

Theo định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ót ta o6: Yt = P2 = Pt AP _, FAP _9 1 5,

V, Pi Dị p6

Áp suất ban đâu: p, = 2Ap = 2.40 = 80kPa

Chon A

Ví dụ 2: Người ta điều chế ra khí ôxi và chứa vào một bình lớn đưới áp suất 1 atm 6 nhiét d6 20°C Phải lấy ra

từ bình đó bao nhiêu thê tích khí đê có thê nạp đây một bình nhỏ thê tích 20 lít dưới áp suât 20 atm? Coi nhiệt

Trạng thái thứ nhất của khí: p: = 1(atm); Vị = V (ít)

Khí được chuyền sang nạp đây bình nhỏ ở có trạng thái:

tích của bọt tăng lên bao nhiêu lần? Lay g = 10 m/s” Khối lượng riêng Chú ý: Ấp suất chất lỏng ở độ sâu

Hướng dân giải ` , THÀ có Loa, , OU, dh =fph /è áp suất tại độ sâu h Trên mặt nước, áp suât của bọt khí băng đúng áp suât khí quyên (tức

la bang p, =10°Pa), thé tích bọt khí là V Ở độ sâu 8m thể tích bọt

Vậy thê tích bọt khí tăng lên 1,8 lần

Ví dụ 4: Một bơm tay có chiều cao h = 50cm va đường kính d = Sem, người ta dùng bơm này để đưa không khí

vào trong săm xe đạp Hỏi phải bơm bao nhiêu lâu đê đưa vào săm 7 lít không khí có áp suat 5.10° N/m? Biết

11

rằng thời gian mỗi lần bơm là 2,5 s và áp suất ban đầu của săm băng áp suất khí quyền bằng 10° N/m2 Trong quá trình bơm nhiệt độ của không khí là không đôi

sam lúc chưa bơm

Lượng không khí trước mỗi lần bơm vào săm có thể tích của bơm:

Vi du 5: Co hai binh chứa hai loại khí khác nhau có thể tích lần lượt là Vị = 3 lít và Va = 4,5 lít Các bình được

nôi thông với nhau băng một ông nhỏ có khóa K Ban đâu, khóa K đóng, áp suât trong các bình là pị = 1,6atm

va p2 = 3,4atm Mo khóa K nhẹ nhàng đê khí trong hai bình thông với nhau sao cho nhiệt độ không đôi, tính áp suât của hôn hợp khí khi đó CoI hai khí không xảy ra tác dụng hóa học khi tiêp xúc

Hướng dẫn giải

Khi khóa K mở (bình đã thông nhau) Gọi p,' và p,' là áp suất riêng phần của chất khí thứ nhất và thứ hai

12