Đáp án Vật lí 12 kết nối Bài 8: Mô hình động học phân tử chất khí
File đáp án Vật lí 12 kết nối tri thức Bài 8: Mô hình động học phân tử chất khí. Toàn bộ câu hỏi, bài tập ở trong bài học đều có đáp án. Tài liệu dạng file word, tải về dễ dàng. File đáp án này giúp kiểm tra nhanh kết quả. Chỉ có đáp án nên giúp học sinh tư duy, tránh học vẹt.
BÀI 8: MÔ HÌNH ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ
KHỞI ĐỘNG
Khi học môn Khoa học tự nhiên ở lớp 6, các em đã biết một số tính chất đặc biệt của chất ở thể khí so với chất ở thể lỏng và thể rắn. Tại sao chất ở thể khí lại có một số tính chất vật lí khác chính chất đó ở các thể khác?
Hướng dẫn chi tiết:
Chất ở thể khí lại có một số tính chất vật lí khác chính chất đó ở các thể khác vì:
- Khoảng cách giữa các phân tử: Chất ở thể rắn (khoảng cách giữa các phân tử rất nhỏ); Chất ở thể khí ( khoảng cách giữa các phân tử rất lớn); Chất ở thể lỏng (khoảng cách giữa các phân tử lớn hơn khoảng cách giữa các phân tử chất rắn và nhỏ hơn khoảng cách giữa các phân tử chất khí).
- Lực liên kết phân tử: Chất ở thể rắn (lực liên kết rất mạnh vì các phân tử sắp xếp có trật tự và khoảng cách giữa các phân tử rất nhỏ nên lực liên kết giữ chúng càng mạnh hơn); Chất ở thể khí (có lực liên kết rất yếu vì các phân tử sắp xếp vô cùng hỗn loạn và khoảng cách giữa các phân tử rất lớn nên lực liên kết giữa chúng càng yếu); Chất ở thể lỏng (lực liên kết giữa các phân tử mạnh hơn so vớ thể khí và yếu hơn so với thể rắn).
- Tốc độ chuyển động của các phân tử cấu tạo nên: Chất ở thể rắn (tốc độ chuyển động chậm, chỉ dao động quanh vị trí cân bằng); Chất ở thể khí (tốc độ chuyển động nhanh, tự do di chuyển trong mọi không gian); Chất ở thể lỏng (tốc độ chuyển động chậm hơn chất ở thể khí và nhỏ hơn chất ở thể lỏng)
I. CHUYỂN ĐỘNG VÀ TƯƠNG TÁC CỦA CÁC PHÂN TỬ KHÍ
1. Chuyển động Brown trong chất khí
Hoạt động 1: Dựa vào Hình 8.1, hãy mô tả thí nghiệm dùng để quan sát chuyển động Brown trong không khí.
Hướng dẫn chi tiết:
Mô tả thí nghiệm dùng để quan sát chuyển động Brown trong không khí:
* Công dụng của các dụng cụ:
- Kính hiển vi: Dùng để quan sát chuyển động của hạt phấn hoa mà mắt thường rất khó quan sát được.
- Nắp đậy thuỷ tinh: để ngăn tiếp xúc với ống kính và tránh làm bẩn môi trường bên trong.
- Khói: tạo khói bằng cách đốt cháy một ít chất hữu cơ
- Hạt khói: quan sát chuyển động Brown trong không khí.
- Ánh sáng: chiếu vào ống đựng khói để khi quan sát thấy rõ hơn sự chuyển động của hạt khói.
*Cách tiến hành:
Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ như Hình 8.1
Bước 2: Đốt cháy chất hữu cơ để tạo khói
Bước 3: Soi kính hiển vi để quan sát sự chuyển động của hạt khói.
Bước 4: Nhận xét.
Hoạt động 2: Hãy dựa vào quỹ đạo chuyển động của hạt khói trong không khí (Hình8.2) để chứng tỏ rằng các phân tử không khí chuyển động hỗn loạn, không ngừng.
Hướng dẫn chi tiết:
Quỹ đạo chuyển động của hạt khói trong không khí (Hình 8.2) không theo một quỹ đạo nhất định nào cả.
Bởi vì hạt khói liên tục va chạm với các phân tử không khí, nhìn hình thì thấy hạt khói chuyển động lộn xộn, hỗn loạn và hạt khói không chuyển động theo một trật tự nhất định.
Để chứng tỏ rằng các phân tử không khí chuyển động hỗn loạn, không ngừng thì ta lấy giả sử:
+ Nếu như các phân tử không khí chuyển động một cách trật tự, thì khi các hạt khói va chạm vào nó cũng sẽ va chạm một cách trật tự.
+ Mà các phân tử khói lại chuyển động hỗn loạn nên hướng vachajm của chúng với hạt khói cũng hỗn loạn.
Chứng tỏ được các phân tử không khí cũng chuyển động hỗn loạn không ngừng.
Hoạt động 3: Khi quan sát tia nắng mặt trời chiếu qua cửa sổ vào trong phòng, ta có thể thấy các hạt bụi trong ánh nắng chuyển động không ngừng. Chuyển động này có phải là chuyển động Brown không? Tại sao?
Hướng dẫn chi tiết:
Chuyển động này không phải là chuyển động Brown bởi vì: Chuyển động Brown là chuyển động hỗn loạn của các hạt lơ lửng trong chất lỏng hoặc chất khí do va đập ngẫu nhiên với các phân tử môi trường.
Hạt bụi trong ánh nắng chuyển động là do: Dòng đối lưu trong không khí: không khí nóng lên bởi ánh sáng mặt trời sẽ di chuyển lên cao, tạo thành dòng đối lưu. Dòng đối lưu này cuốn theo các hạt bụi, khiến chúng chuyển động. Ánh sáng tác động lên hạt bụi: ánh sáng có thể tạo áp lực lên các hạt bụi, khiến chúng di chuyển.
Do đó chuyển động của hạt bụi trong ánh nắng là do sự kết hợp của hai yếu tố dòng đối lưu trong không khí và ánh sáng tác động lên hạt bụi.
2. Tương tác giữa các phân tử khí
Hoạt động 1: Hãy nêu các hiện tượng thực tế chứng tỏ lực liên kết giữa các phân tử ở thể khí rất yếu so với thể lỏng và thể rắn.
Hướng dẫn chi tiết:
Các hiện tượng thực tế chứng tỏ lực liên kết giữa các phân tử ở thể khí rất yếu so với thể lỏng và thể rắn:
- Khí có thể khuyếch tán: mở lọ nước hoa trong phòng kín, sau một lúc cả phòng sẽ có mùi thơm.
- Khí dễ nén: ta có thể nén khí vào bình chứa, ví dụ lốp xe được bơm căng do nén khí bên trong
- Khí không có hình dạng nhất định: Khi ta thổi bóng bay, khí sẽ lấp đầy toàn bộ quả bóng, tạo ra hình dạng quả bóng.
Bởi vì:
+ Lực liên kết giữa các phân tử ở thể khí rất yếu, nên nó không có hình dạng và thể tích xác định.
+ Lực liên kết giữa các phân tử ở thể rắn mạnh nhất, do đó thể rắn có hình dạng và thể tích xác định.
+ Lực liên kết giữa các phân tử ở thể lỏng yếu hơn thể rắn nhưng mạnh hơn thể khí, do đó thể lỏng có thể tích xác định nhưng không có hình dạng xác định.
Hoạt động 2: Hãy dựa vào khối lượng riêng ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất của cùng một chất ở các thể khác nhau để chứng tỏ khoảng cách giữa các phân tử khí rất lớn so với ở thể lỏng và thể rắn.
Hướng dẫn chi tiết:
Ta lấy ví dụ về khối lượng riêng ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất của cùng một chất ở các thể khác nhau:
- Khối lượng riêng của nước ở thể khí là: 0,0006 kg/cm3
- Khối lượng riêng của nước là: 1000 kg/cm3
- Khối lượng riêng của nước ở thể rắn (băng) là: 7,8 kg/cm3
Nhìn như vậy thì thấy khối lượng riêng của chất khí là bé nhất so với khối lượng riêng của nước và của sắt. Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, các phân tử khí chuyển động với tốc độ lớn và va chạm với nhau liên tục, khoảng cách giữa các phân tử khí lớn hơn nhiều so với khoảng cách giữa các phân tử lỏng và rắn.
=> Do đó, cùng một lượng chất khí ở thể khí sẽ có thể tích lớn hơn nhiều so với thể lỏng và thể rắn nên khối lượng riêng cũng nhỏ hơn.
- Ở thể lỏng thì lực liên kết giữa các phân tử lỏng mạnh hơn so với thể khí, nên các phân tử lỏng có khoảng cách gần nhau hơn so với thể khí. Do đó, thể tích của chất ở thể lỏng nhỏ hơn thể khí.
- Ở thể rắn thì có lực liên kết mạnh nhất, các phân tử có khoảng cách gần nhất so với thể khí nên thể tích của chất ở thể rắn nhỏ nhất.
II. MÔ HÌNH ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ
…