Giải bài 3 trang 56 Vật lí 12 Chân trời sáng tạo

Bài 3 trang 56 Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo:

Xét khối khí chứa trong một bình kín, biết mật độ động năng phân tử (tổng động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí trong 1 m3 thể tích khí) có giá trị 10^-4 J/m3. Tính áp suất của khí trong bình.

Phân tích và Hướng dẫn

Để giải bài toán này, chúng ta cần hiểu rõ khái niệm mật độ động năng và công thức liên hệ của nó với áp suất.

1. Khái niệm mật độ động năng phân tử ($\varepsilon$):

Mật độ động năng là tổng động năng tịnh tiến trung bình của tất cả các phân tử khí có trong một đơn vị thể tích ($1\text{ m}^3$):

Trong đó:

• $n$ là mật độ phân tử (số phân tử trong $1\text{ m}^3$).

• $\bar{W}_đ$ là động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử.

2. Công thức liên hệ với áp suất ($p$):

Theo thuyết động học phân tử, áp suất chất khí được tính bằng:

Từ đó, ta có mối quan hệ trực tiếp:

Giải Bài 3 trang 56 Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo:

Vận dụng công thức tính mật độ động năng, ta có:

$p=\frac{2}{3}\varepsilon =\frac{2}{3}.10^{-4}=6,67.10^{-5}\: (Pa)$