Bài 13. Bài tập về khí lí tưởng
Ôn tập và luyện tập tổng hợp các kiến thức về khí lí tưởng: mô hình động học, các định luật, phương trình trạng thái, áp suất và động năng.
Tổng hợp kiến thức Khí lí tưởng
1 1. Mô hình động học phân tử
Khí lí tưởng:
- Các phân tử coi là chất điểm
- Không tương tác với nhau
- Va chạm đàn hồi
Các thông số:
- n = m/M = N/NA: số mol
- NA = 6,022.10²³ mol⁻¹: số Avogadro
- R = 8,314 J/(mol.K): hằng số khí
- kB = 1,38.10⁻²³ J/K: hằng số Boltzmann
2 2. Các định luật khí
Định luật Boyle (đẳng nhiệt): pV = const
Định luật Charles (đẳng áp): V/T = const
Định luật Gay-Lussac (đẳng tích): p/T = const
Định luật Avogadro: Ở cùng T, p → cùng V có cùng n
3 3. Phương trình trạng thái
Phương trình Clayperon:
$$pV = nRT$$
Phương trình 2 trạng thái:
$$\frac{p_1 V_1}{T_1} = \frac{p_2 V_2}{T_2}$$
Điều kiện tiêu chuẩn:
- p₀ = 1 atm = 101325 Pa
- T₀ = 273 K
- V₀ = 22,4 lít/mol
4 4. Áp suất và động năng
Áp suất: p = (1/3)nmv²
Động năng trung bình:
$$\overline{W_d} = \frac{3}{2} k_B T$$
Vận tốc căn quân phương:
$$v = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$$
Nội năng khí lí tưởng:
$$U = \frac{3}{2} nRT$$
Các dạng bài tập
1 Dạng 1: Câu hỏi lý thuyết
Phương pháp:
- Nắm vững các định nghĩa
- Hiểu bản chất hiện tượng
- Phân biệt các khái niệm
Ví dụ minh họa
Giải:
Vì động năng trung bình của phân tử tăng, dẫn đến tần suất và lực va chạm với thành bình tăng.
2 Dạng 2: Bài toán các định luật khí
Phương pháp:
- Xác định quá trình
- Chọn công thức phù hợp
- Đổi đơn vị về SI
Ví dụ minh họa
Giải:
T₁ = 300K, T₂ = 400K
V₁/T₁ = V₂/T₂ → 6/300 = V₂/400 → V₂ = 8 lít
3 Dạng 3: Bài toán phương trình trạng thái
Phương pháp:
- Sử dụng pV = nRT
- Áp dụng cho 2 trạng thái
Ví dụ minh họa
Giải:
p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂ → 2.5/300 = 4.10/T₂ → T₂ = 1200 K
Sẵn sàng thử thách bản thân?
Hoàn thành 17 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài
Làm bài tập ngayCác bài học trong chương: Chương 2. Khí lí tưởng
Bài 8. Mô hình động học phân tử chất khí
Bài 9. Định luật Boyle
Bài 10. Định luật Charles
Bài 11. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng
Bài 12. Áp suất khí theo mô hình động học phân tử. Quan hệ giữa động năng phân tử và nhiệt độ
Bài 13. Bài tập về khí lí tưởng