TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10 GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA CHUYÊN ĐỀ VL 10 BAN TN - 1 Tiết 05
Bài Tập – Câu Hỏi
PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA THUYẾT ĐỘNG HỌC
PHÂN TỬ VỀ KHÍ LÝ TƯỞNG

I. MỤC TIÊU
Vận dụng phương trình cơ bản thuyết động học phân tử chất khí lí tưởng để giải các câu hỏi và
bài tập nâng cao.
II. KIỂM TRA BÀI CỦ
1/ Viết phương trình cơ bản thuyết động học phân tử về chất khí lí tưởng ?
2/ Viết công thức liên hệ giữa nhiệt độ và động năng trung bình của chuyển động tịnh tiến của
phân tử ? Từ đó em rút ra kết luận gì ?
3/ Viết công thức mật độ phân tử ? Phương trình Mendeleev – Clapeyron ?
4/ Chứng minh :
A
N
R
K  = 1,38.10
-23

III. NỘI DUNG BÀI GIẢNG
Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10
Giữa thế kỉ XIX , Kronic và Claudiut phát triển mô hình động học
của chất khí :
+ Chất khí được cấu tạo từ vô số các phân tử chuyển động hổn độn
không ngừng cả về hướng lẫn vận tốc.
+ Vì thể tích riêng của các phân tử khí không đáng kể so với thế
tích của bình chứa nên các phân tử khí được coi là những chất điểm
có khối lượng và vận tốc của phân tử.
+ Vì các phân tử khí ở rất xa nhau, lực tương tác giữa chúng rất
yếu. Do đó người ta coi các phân tử khí chỉ tương tác khi va chạm,
còn khi chưa va chạm thì tương tác giữa chúng có thể bỏ qua.
+ Va chạm giửa các phân tử khí với nhau hoặc với thành bình
chứa là là va chạm tuyệt đối đàn hồi.
* Sự vận dụng quan điểm hạt về cấu tạo vật chất và cơ h
ọc
Newton vào việc nghiên cứu chất khí
- Để nghiên cứu chất khí, người ta đã vận dụng quan điểm hạt về
cấu tạo vật chất ở điểm là việc dùng các mô hình như mô hình tĩnh
học : “Chất khí là do các hạt vật chất hình cầu rất nhỏ tạo thành …”
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10 GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA CHUYÊN ĐỀ VL 10 BAN TN - 3 GV:    
GV diễn giảng cho HS
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

toàn bộ thể tích khí và mật độ phân tử khí có độ lớn bằng nhau tại
mọi điểm của bình chứa.
* Giải thích nguyên nhân gây ra áp suất của khí lên thành bình.

Xét một lượng khí trong một bình kín. Khi đó vô số phân tử khí
chuyển động hỗn độn va chạm liên tục lên thành bình sẽ tác dụng
lên thành bình một áp lực đáng kể  Vận tốc của chúng khi va
chạm cũng như số va chạm lên thành bình trong mỗi đơn vị thời gian
cũng thay đổi  Áp suất chất khí tác dụng lên thành bình cũng thay
đổi quanh một giá trị trung bình nào đó. Khi nói tới áp suất chất khí
là ta nói tới giá trị trung bình này. Câu 2) Hãy nêu một ví dụ về qui luật thống kê. Hãy chứng tỏ là
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10 GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA CHUYÊN ĐỀ VL 10 BAN TN - 4 trong một bình kín. Khi đó vô số
phân tử khí chuyển động hỗn
độn  vận tốc phương trình 
áp suất lên thành bình  áp suất
khí trung bình.
Câu 2)

* Các thí dụ về qui luật thống
kê :
GV : Ngoài hai thí dụ mà Thầy

thấy : Trong 1 lít khí ở điều kiện chuẩn, phân tử chuyển động hoàn
toàn về mọi phía nên khi không có ngoại lực tác dụng hoặc tác dụng
của ngoại lực không đáng kể , thì các phân tử khí phân bố đều trong
toàn bộ thể tích khí và mật độ phân tử khí có độ lớn bằng nhau tại
mọi điểm của bình chứa.
Trong việc nghiên cứu vận tốc của các phân tử chất khí ta nhận
thấy ở điểm : Giá trị trung bình của bình phương các hình chiếu của
vận tốc lên trục Ox

N
vvv
v
Nxxx
x
22
2
2
1
2

 > 0
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10 GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA CHUYÊN ĐỀ VL 10 BAN TN - 5 GV :    
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

222
zyx
vvv  
3
2
2
v
v
x


Câu 3) Hãy chứng tỏ rằng thuyết động học phân tử là sự vận
dụng cơ học Newton và quy luật thống kê vào chất khí
- Cơ học Newton đã được vận dụng ở những nội dung nào trong
bài ?
- Quy luật thống kê đã được vận dụng vào những nội dung nào
trong bài ?
* Cơ học Newton đã được vận dụng ở nội dung : Tính áp suất của
chất khí khi xây dựng phương trình cơ bản khí lí tưởng bằng việc
vận dụng định luật III Newton để xác định lực trung bình
* Quy luật thống kê đã được vận dụng vào những nội dung
- Xác định mật độ phân tử khí
- Xác định vận tốc toàn phương trung bình của các phương trình
khí.
4) Tính xung lực của một phân tử khí tác dụng lên thành bình ;
Từ đó tính lực trung bình của một phân tử khí, lực trung bình
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10 GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA CHUYÊN ĐỀ VL 10 BAN TN - 6

mặt của bình chứa trong cùng một thời gian đều bằng nhau  Áp
suất của chất khí tác dụng lên mọi mặt cũng đều bằng nhau.
Giả sử 1 phân tử khối lượng m chuyển động với vận tốc v có hình
chiếu lên các trục là vx, vy, vz đến va chạm vào thành bình ABCD.
Vì va chạm là đàn hồi nên sau khi va chạm chỉ có hình chiếu của
vận tốc lên trục Ox là đổi dấu.
Độ biến thiên động lượng của phân tử khí sau khi va chạm là :
( - mvx ) – ( + mvx) = - 2mvx
Theo định lí biến thiên động lượng :
f’t = - 2mvx
Theo định luật Newton III, phân tử tác dụng lên thành bình một
lực F
ft = 2mvx
Để tính áp suất của chất khí ta phải tính lực trung bình mà phân tử
khí tác dụng lên thành bình trong một đơn vị thời gian.
Giữa 2 va chạm liên tiếp của một phân tử lên thành bình bên phải
ABCD, phân tử phải đi một đoạn đường là 2l trong khoảng thời gian
t :
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10 GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA CHUYÊN ĐỀ VL 10 BAN TN - 7 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _



Lực trung bình trong một đơn vị thời gian :

l
mv
v
l
mv
t
tf
f
x
x
x
2
2
2





Lực trung bình F của N phân tử tác dụng lên thành bình :

l
vNm
F
x
2

Áp suất khí tác dụng lên thành bình ABCD :

2
3
1
vnm (1)
Vì
d
W
vm

2
2
 p =
d
Wn
3
2
(2)
Phương trình (1) và (2) gọi là phương trình cơ bản của thuyết động
học phân tử về chất khí lí tưởng.
5) Viết biểu thức của phương trình cơ bản của thuyết động học
phân tử về chất khí lí tưởng. Nêu ý nghĩa các đại lượng có mặt
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10 GV : ĐỖ HIẾU THẢO GA CHUYÊN ĐỀ VL 10 BAN TN - 8
+ p : Áp suất chất khí tác dụng lên thành bình (Pa)
+ n : Mật độ phân tử khí có trong bình chứa (hạt/đơn vị thể tích)

+
v
: Vận tốc trung bình của các phân tử chuyển động nhiệt
(m/s)
+
d
W : Động năng trung bình của các phân tử (J)
6) Xây dựng biểu thức về mối liên hệ giữa nhiệt độ và động năng
trung bình của phân tử. Từ biểu thức này có thể rút ra kết luận
gì ?
Từ phương trình p =
d
Wn
3
2
ta có thể viết : p.V =
d
Wn
3
2
.V
Vì n =
V
N
 N = n.V
Khi đó ta có :
p.V =


const
T
Vp

.
 p.V = C.T (4)
trong đó C là một hằng số
Từ (3) và (4) ta suy ra được :

d
W
C
N
T
3
2

Với N, C là hằng số. Đặt k =
N
C

Khi đó ta có :
d
W
k
T
3
2
 (5)

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _


Bài 1 : Một phân tử agon bay với vận tốc 500 m/s va chạm đàn
hồi vào thành bình theo hướng tạo với pháp tuyến của thành
bình một góc 60
0
. Tính xung lực mà phân tử tác dụng lên thành
bình ?
Bài giải :
Xung lực mà phân tử tác dụng lên thành bình :
F.t = 2mvx = 2mv.cos = 2.
A
N

v.cos
= 2.
23
3
10.02,6
10.40

BÀI TẬP NÂNG CAO
GV :    
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _



IV. DẶN DÒ
Học sinh về nhà làm các bài tập sau đây :
Bài 01 : Có 20g O
2
ở nhiệt độ 20
0
C
1) Tính thể tích khối khí khi áp suất khối khí :
a) P = 2 at
b) P = 1,5.10
5
N/m
2

2) Với áp suất P = 2 at ta hơ nóng đẳng áp khối
khí tới thể tích V = 10l. Tính nhiệt độ của khối khí
sau khi hơ nóng .
Bài 02 : Một chất khí có khối lượng m = 1,025g ở
nhiệt độ 27
0
C có áp suất 0,5 at và thể tích 1,8 l
a) Hỏi khó đó là khí gì ?
b) Vẫn ở 27
0
C, với 10g khí nói trên và có thể
tích 5 lít thì áp suất là bao nhiêu ?
Bài 03 : Một bình chứa khí ở nhiệt độ 27
0
C và áp

2
= 5.10
6
Pa,
nhiệt độ t
2
= 7
0
C . Khối lượng bình khí ( cả vỏ bình
và khí ) đã giảm đi m = 1kg. Hỏi khối lượng khí
có trong bình lúc đầu ?