Hãy dựa vào tính chất trên của chuyển động phân tử để tính thời gian giữa hai va chạm liên tiếp của một phân tử lên thành bình ABCD...

Hoạt động 2: Hãy dựa vào tính chất trên của chuyển động phân tử để tính thời gian giữa hai va chạm liên tiếp của một phân tử lên thành bình ABCD theo và v. Từ đó dùng công thức tính xung lượng của lực trong thời gian ( đã học ở lớp 10) để chứng minh:

a) Lực do thành bình ABCD tác dụng lên một phân tử khí có giá trị là ; lực do một phân tử khí tác dụng lên thành bình ABCD có giá trị là .

b) Áp suất do một phân tử khí tác dụng lên thành bình ABCD có giá trị là: với thể tích lượng khí


Một phân tử khối lượng m chuyển động thẳng đều song song với trục Ox với tốc độ v từ thành bình EFOH tới va chạm đàn hồi và trực diện với thành bình ABCD, sau khi va chạm, phân tử chuyển động theo chiều ngược lại với tốc độ có cùng độ lớn v tới thành bình đối diện. 

Thời gian giữa hai va chạm liên tiếp của một phân tử lên thành bình ABCD tức là tính từ lúc nó va chạm vào thành bình ABCD xong nó chuyển động ngược lại rồi lại va chạm tiếp thì cái quãng đường (s) nó đi được là 2 ( là cạnh của một bình lập phương). 

Vậy thời gian được tính như sau: .

a) Theo định luật II Newton, lực do thành bình tác dụng lên phân tử khí: 

( V là tốc độ của phân tử trước khi va chạm, = - V là tốc độ của phân tử khí sau khi va chạm)

Thay vào ta được:

Mà lực do một phân tử khí tác dụng lên thành bình có giá trị ngược dấu và bằng lực do thành bình tác dụng lên phân tử khí:

Vậy Lực do thành bình ABCD tác dụng lên một phân tử khí có giá trị là ;

Lực do một phân tử khí tác dụng lên thành bình ABCD có giá trị là .

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

Diện tích mà phân tử tác dụng lên thành bình là một cạnh của hình vuông ABCD:

Áp suất do một phân tử khí tác dụng lên thành bình là:

Thể tích lượng khí trong hình lập phương là: V=

Vậy áp suất do một phân tử khí tác dụng lên thành bình là: 


Trắc nghiệm Vật lí 12 Kết nối bài 12: Áp suất khí theo mô hình động học phân tử. Quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ (P2)

Giải những bài tập khác

Bình luận

Giải bài tập những môn khác