btvn.vn

Mô hình khí lí tưởng và chuyển động Brown

Lưu trên thiết bị này
Khí lí tưởng · Chọn bài khác

Hạt khói chuyển động dù không có luồng gió

Quan sát một hạt khói rất nhỏ dưới kính hiển vi, ta thấy hạt chuyển động giật cục và liên tục đổi hướng ngay cả khi không khí gần như đứng yên. Hạt khói không phải là một phân tử khí. Chuyển động bất quy tắc của nó là dấu hiệu giúp ta nhận ra các phân tử khí vẫn đang chuyển động và va chạm từ nhiều phía.

Từ chuyển động Brown đến mô hình phân tử

Đường gấp khúc của hạt khói chịu va chạm từ các phân tử khí chuyển động nhiều hướng.
Đường gấp khúc mô tả hạt khói quan sát được, không phải quỹ đạo của một phân tử khí.
Mở hình lớn
Các phân tử môi trường chuyển động hỗn loạn nên số va chạm lên hai phía của hạt khói không hoàn toàn cân bằng tại từng thời điểm. Hợp lực thay đổi liên tục làm hạt chuyển động theo một đường gấp khúc. Hiện tượng này được gọi là chuyển động Brown. Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các phân tử thường mạnh hơn. Để mô tả chất khí đơn giản hơn, ta dùng mô hình khí lí tưởng với ba giả thiết chính: - Kích thước của phân tử rất nhỏ so với khoảng cách giữa các phân tử. - Ngoài lúc va chạm, có thể bỏ qua lực tương tác giữa các phân tử. - Các va chạm giữa các phân tử và với thành bình được coi là đàn hồi. Các phân tử không đứng yên và cũng không cùng chuyển động theo một hướng. Chúng chuyển động hỗn loạn với nhiều tốc độ khác nhau. Khi va chạm với thành bình, chúng truyền động lượng cho thành và tạo ra áp suất của khí. Đây là một mô hình gần đúng. Nó mô tả tốt khí đủ loãng và ở xa điều kiện hoá lỏng, nhưng không nên áp dụng máy móc cho khí rất đặc hoặc đang chuyển thể.

Vì sao đun nóng bình kín làm áp suất tăng?

Xét một bình kín, cứng chứa khí. Vì bình kín nên số phân tử không đổi; vì bình cứng nên thể tích gần như không đổi. Khi nhiệt độ tăng, các phân tử chuyển động nhanh hơn và va chạm với thành bình mạnh hơn. Do đó áp suất của khí tăng. Lập luận bằng mô hình phân tử cho biết trước chiều biến đổi của áp suất. Ở các bài sau, phương trình trạng thái sẽ cho phép tính độ tăng cụ thể.

Áp dụng

Trong không khí gần như đứng yên, hạt khói quan sát dưới kính hiển vi chuyển động giật cục. Giải thích nào phù hợp với chuyển động Brown?
Chọn một đáp án

Áp dụng

Vì sao khí trong bình kín gây áp suất lên thành bên, đáy và nắp bình?
Chọn một đáp án

Những điều cần nhớ

Chuyển động Brown là bằng chứng gián tiếp về chuyển động nhiệt của phân tử. Trong mô hình khí lí tưởng, phân tử chuyển động hỗn loạn và gây áp suất do va chạm với thành bình. Mô hình chỉ là gần đúng và có phạm vi áp dụng.

Đang học