🌫️ Bài tập Vật lý 12 – Chủ đề: Nước hoa & hiện tượng khuếch tán mùi
Tình huống thực tế:
Khi một bạn học sinh xịt nước hoa trong lớp, chỉ vài phút sau, các bạn ngồi xa vẫn ngửi thấy mùi. Hiện tượng đó có liên quan đến chuyển động của các phân tử mùi trong không khí.Câu hỏi lý thuyết & tính toán:
Câu 1: Giải thích hiện tượng mùi nước hoa lan khắp phòng dù không có luồng gió nào?
Câu 2: Nếu các phân tử nước hoa có khối lượng trung bình là 150u (đơn vị khối lượng nguyên tử), hãy tính vận tốc trung bình của phân tử nước hoa ở nhiệt độ phòng 27°C.
Biết:
Nhiệt độ T = 300K
hằng số Boltzmann: k = 1,38×10⁻²³ J/K
1u = 1,66×10⁻²⁷ kg
Vận tốc trung bình vtb = (mình kbiet viết: 8kT/ 3.14.M)
MUA NGAY: https://lurrinaperfumehp.com/
Quảng cáo
2 câu trả lời 160
Chắc chắn rồi, chúng ta sẽ cùng giải quyết bài tập Vật lý này nhé!
Bài tập Vật lý 12 – Chủ đề: Nước hoa & hiện tượng khuếch tán mùi
Tình huống thực tế: Khi một bạn học sinh xịt nước hoa trong lớp, chỉ vài phút sau, các bạn ngồi xa vẫn ngửi thấy mùi. Hiện tượng đó có liên quan đến chuyển động của các phân tử mùi trong không khí.
Câu hỏi lý thuyết & tính toán:
Câu 1: Giải thích hiện tượng mùi nước hoa lan khắp phòng dù không có luồng gió nào?
Hiện tượng mùi nước hoa lan khắp phòng dù không có luồng gió nào được gọi là hiện tượng khuếch tán.
Giải thích:
Các phân tử nước hoa (ở thể khí, sau khi được xịt ra) và các phân tử không khí (chủ yếu là N2 và O2) luôn chuyển động không ngừng, hỗn loạn về mọi phía.
Ban đầu, nồng độ phân tử nước hoa ở nơi xịt ra là rất cao. Do sự chuyển động hỗn loạn, các phân tử nước hoa từ nơi có nồng độ cao sẽ va chạm và phân tán sang nơi có nồng độ thấp hơn (khắp phòng).
Đồng thời, các phân tử không khí cũng va chạm và đẩy các phân tử nước hoa đi xa hơn.
Quá trình này diễn ra liên tục cho đến khi các phân tử nước hoa được phân bố đều khắp không gian, tạo ra mùi hương mà chúng ta có thể ngửi thấy ở mọi nơi trong phòng. Đây là một quá trình tự nhiên nhằm cân bằng nồng độ chất trong không gian.
Câu 2: Nếu các phân tử nước hoa có khối lượng trung bình là 150u (đơn vị khối lượng nguyên tử), hãy tính vận tốc trung bình của phân tử nước hoa ở nhiệt độ phòng 27°C.
Tóm tắt các đại lượng đã cho:
Khối lượng trung bình của phân tử nước hoa: m=150u
Nhiệt độ phòng: T=27∘C=27+273=300K
Hằng số Boltzmann: k=1,38×10−23 J/K
Đơn vị khối lượng nguyên tử: 1u=1,66×10−27 kg
Công thức vận tốc trung bình (RMS speed - vận tốc căn quân phương, thường được dùng trong lý thuyết động học phân tử cho khí lý tưởng): vtb=πm8kT (Công thức bạn cung cấp là cho vận tốc trung bình, không phải vận tốc căn quân phương).
Lưu ý: Công thức chính xác cho vận tốc trung bình của phân tử khí theo lý thuyết động học phân tử là vtb=πm8kT . Trong khi vận tốc căn quân phương (RMS speed) là vrms=m3kT . Với bài này, chúng ta sẽ dùng công thức bạn đưa ra cho vận tốc trung bình.
Chuyển đổi đơn vị khối lượng m sang kg: m=150u=150×1,66×10−27 kg=249×10−27 kg=2,49×10−25 kg
Áp dụng công thức vận tốc trung bình: vtb=πm8kT
Thay số vào: vtb=π×(2,49×10−25 kg)8×(1,38×10−23 J/K)×(300 K)
vtb=3,14159×2,49×10−25×10238×1,38×300
vtb=3,14159×2,49×10−23312
vtb=0,0782294913312
vtb≈42337,94
vtb≈205,76 m/s
Vậy, vận tốc trung bình của phân tử nước hoa ở nhiệt độ phòng 27°C là khoảng 205,76 m/s.
Bài tập Vật lý 12 – Chủ đề: Nước hoa & hiện tượng khuếch tán mùi
Tình huống thực tế: Khi một bạn học sinh xịt nước hoa trong lớp, chỉ vài phút sau, các bạn ngồi xa vẫn ngửi thấy mùi. Hiện tượng đó có liên quan đến chuyển động của các phân tử mùi trong không khí.
Câu hỏi lý thuyết & tính toán:
Câu 1: Giải thích hiện tượng mùi nước hoa lan khắp phòng dù không có luồng gió nào?
Hiện tượng mùi nước hoa lan khắp phòng dù không có luồng gió nào được gọi là hiện tượng khuếch tán.
Giải thích:
Các phân tử nước hoa (ở thể khí, sau khi được xịt ra) và các phân tử không khí (chủ yếu là N2 và O2) luôn chuyển động không ngừng, hỗn loạn về mọi phía.
Ban đầu, nồng độ phân tử nước hoa ở nơi xịt ra là rất cao. Do sự chuyển động hỗn loạn, các phân tử nước hoa từ nơi có nồng độ cao sẽ va chạm và phân tán sang nơi có nồng độ thấp hơn (khắp phòng).
Đồng thời, các phân tử không khí cũng va chạm và đẩy các phân tử nước hoa đi xa hơn.
Quá trình này diễn ra liên tục cho đến khi các phân tử nước hoa được phân bố đều khắp không gian, tạo ra mùi hương mà chúng ta có thể ngửi thấy ở mọi nơi trong phòng. Đây là một quá trình tự nhiên nhằm cân bằng nồng độ chất trong không gian.
Câu 2: Nếu các phân tử nước hoa có khối lượng trung bình là 150u (đơn vị khối lượng nguyên tử), hãy tính vận tốc trung bình của phân tử nước hoa ở nhiệt độ phòng 27°C.
Tóm tắt các đại lượng đã cho:
Khối lượng trung bình của phân tử nước hoa: m=150u
Nhiệt độ phòng: T=27∘C=27+273=300K
Hằng số Boltzmann: k=1,38×10−23 J/K
Đơn vị khối lượng nguyên tử: 1u=1,66×10−27 kg
Công thức vận tốc trung bình (RMS speed - vận tốc căn quân phương, thường được dùng trong lý thuyết động học phân tử cho khí lý tưởng): vtb=πm8kT (Công thức bạn cung cấp là cho vận tốc trung bình, không phải vận tốc căn quân phương).
Lưu ý: Công thức chính xác cho vận tốc trung bình của phân tử khí theo lý thuyết động học phân tử là vtb=πm8kT . Trong khi vận tốc căn quân phương (RMS speed) là vrms=m3kT . Với bài này, chúng ta sẽ dùng công thức bạn đưa ra cho vận tốc trung bình.
Chuyển đổi đơn vị khối lượng m sang kg: m=150u=150×1,66×10−27 kg=249×10−27 kg=2,49×10−25 kg
Áp dụng công thức vận tốc trung bình: vtb=πm8kT
Thay số vào: vtb=π×(2,49×10−25 kg)8×(1,38×10−23 J/K)×(300 K)
vtb=3,14159×2,49×10−25×10238×1,38×300
vtb=3,14159×2,49×10−23312
vtb=0,0782294913312
vtb≈42337,94
vtb≈205,76 m/s
Vậy, vận tốc trung bình của phân tử nước hoa ở nhiệt độ phòng 27°C là khoảng 205,76 m/s.
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
12258
-
8632
-
7589
-
6862
