Giải Câu hỏi 1 trang 51 SGK Vật lí 12

Lời giải

Áp dụng hai hệ thức của SGK:

a) Hệ thức (12.2) cho biết áp suất của chất khí liên hệ với động năng tịnh tiến trung bình của phân tử:
$$p=\frac{2}{3}\mu\,\overline{E_\text{đ}}$$
trong đó $\mu=\dfrac{N}{V}$ là số phân tử trong một đơn vị thể tích (mật độ phân tử), còn $\overline{E_\text{đ}}$ là động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử.

b) Hệ thức (12.3) cho biết động năng tịnh tiến trung bình của phân tử tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối:
$$\overline{E_\text{đ}}=\frac{3}{2}kT$$
với $k$ là hằng số Boltzmann.

c) Thay (12.3) vào (12.2):
$$p=\frac{2}{3}\mu\cdot\frac{3}{2}kT=\mu kT=\frac{N}{V}\,kT.$$

d) Xét một lượng khí xác định thực hiện quá trình đẳng tích:
- Số phân tử $N$ không đổi (lượng khí xác định),
- Thể tích $V$ không đổi (đẳng tích),
- $k$ là hằng số.

Do đó $\dfrac{N}{V}k$ là một hằng số, nên
$$p=\left(\frac{N}{V}k\right)T=\text{hằng số}\times T.$$

Vậy trong quá trình đẳng tích của một lượng khí xác định, áp suất $p$ tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối $T$ (đpcm).

Đáp số