II. Sự va chạm của các phân tử Các hiện tƣợng truyền trong chất khí
1.2.Sự va chạm của các phân tử và các hiện tƣợng truyền trong chất khí
1. Bài tập
1.2.Sự va chạm của các phân tử và các hiện tƣợng truyền trong chất khí
1.2.1. Các bài tập giải mẫu
Bài 1. Tại sao kim loại và gỗ cùng ở nhiệt độ thấp 370C (nhiệt độ bình thường của người) nhưng khi ta để tay vào sẽ cảm thấy kim loại lạnh hơn gỗ, Ngược lại nếu chúng cùng ở nhiệt độ bằng nhau nhưng cao hơn 370
C thì ta cảm thấy kim loại nóng hơn gỗ?
Gợi ý trả lời:
Vì kim loại dẫn nhiệt tốt hơn so với gỗ nên ta có: Trong trường hợp kim loại và gỗ ở cùng một nhiệt độ nhưng thấp hơn 370
C thì khi ta đưa tay vào kim loại nó sẽ lấy nhiệt ở tay ta nhiều và nhanh hơn so với gỗ. Trong trường hợp kim loại và gỗ ở cùng một nhiệt độ nhưng cao hơn 370
C thì khi ta để tay vào kim loại nó sẽ truyền vào tay ta nhiệt nhiều hơn và nhanh hơn so với gỗ.
Bài 2: Tại sao diện tích mặt ngoài của chất lỏng tăng lên thì chất lỏng lại lạnh đi nếu chất lỏng không trao đổi nhiệt với môi trường?
Gợi ý trả lời:
Khi diện tích mặt ngoài tăng dẫn đến mật độ phân tử mặt ngoài tăng do các phân tử di chuyển từ trong ra ngoài. Khi di chuyển ra ngoài trong quá trình di chuyển thì một phần động năng của các phân tử này giảm vì thế chất lỏng lạnh đi.
Bài 3: Giải thích hiện tượng khói tan vào không khí. Gợi ý trả lời:
Các phân tử của khói tham gia chuyển động nhiệt. Thể tích chiếm bởi khí tăng lên, khối lượng riêng của khí giảm.
Bài 4: Mùa đông người đi bộ phải đi nhanh để đỡ bị cóng rét nhưng chim chóc bay nhanh thường lại bị rét cóng và rớt xuống. Giải thích vì sao?
Gợi ý trả lời:
Mùa đông, chim chóc đứng yên thì nhờ có bộ lông xù ra làm thành 1 "áo" chứa không khí, khó dẫn nhiệt ra ngoài. Khi chim bay không khí ở bộ lông luôn thay đổi làm cho mình chim phải tỏa nhiệt ra ngoài. Nhiệt lượng bị truyền này lớn đến mức chim có thể bị rét cóng và rơi xuống.
Bài 5: Mùa đông, một người đem hai thùng nước giống nhau vào trong phòng kín để tắm. Một nửa thùng thứ nhất chứa nước lạnh, một nửa thùng thứ hai chứa nước nóng ở nhiệt độ gần bằng 180
30
a. Hòa nước nóng với nước lạnh trong một chậu thau. Dùng hết nước trong chậu lại hòa tan tiếp tục để tắm.
b. Ngay từ đầu để chung 2 nửa thùng nước nóng và lạnh lại thành một thùng để tắm. Hỏi cách nào nói trên đây làm cho nước nóng ít truyền nhiệt cho không khí ít hơn. Coi thời gian tắm như nhau.
Gợi ý trả lời:
Làm theo cách thứ hai nước nóng ít truyền nhiệt cho không khí ít hơn vì yếu tố dẫn nhiệt quan trọng ở đây là độ chênh lệch nhiệt độ giữa nước nóng và kích thước của phòng.
Bài 6. Xịt một ít nước hoa ở đầu phòng, một lát sau cả phòng đều thoảng mùi nước hoa. Hãy giải thích hiện tượng?
Gợi ý trả lời:
Theo thuyết động học phân tử chất khí, các chất được cấu tạo từ các phân tử riêng biệt, các phân tử này chuyển động hỗn loạn không ngừng theo mọi phương.
Tại chỗ xịt nước hoa ban đầu mật độ phân tử cao hơn các chỗ khác, do tính chất chuyển động hỗn loạn không ngừng nên các phân tử nước hoa khuếch tán đến nơi không có hoặc có mật độ phân tử nước hoa thấp hơn cho đến khi mật độ nước hoa tại mọi chỗ trogn phòng là như nhau.Mặt khác, lực tương tác giữa các phân tử khí là yếu nên hiện tượng khuếch tán xảy ra nhanh. Vì vậy, chỉ một lát sau cả căn phòng đều thoảng mùi nước hoa.
1.2.2. Các bài tập tự giải
Bài 1: Mùi thơm của nước hoa thoảng bay không không khí dần tan biến mất. Khói từ các ống khói lúc đầu mới thoát ra trong ống thì đậm đặc sau đó cũng dần tan biến trong không khí. Hãy giải thích tại sao có hiện tượng trên.
Bài 2: Các họa sĩ trước khi vẽ thường trộn một số màu với nhau để tạo ra những màu sắc phù hợp như ý muốn. Việc trộn màu này dựa vào những nguyên tắc nào?
Bài 3: Tại sao khói bốc lên mà không chìm xuống từ một ngọn nến. Giải thích bằng ngôn ngữ sự va chạm phân tử.
Bài 4: Giải thích định tính mối liên hệ giữa quãng đường tự do trung bình của các phân tử amoniac và thời gian cần thiết để ngửi thấy mùi amoniac khi bình được mở trong phòng.
31
Bài 5: Người ta cảm thấy mát mẻ đối với không khí ở nhiệt độ 200
C và cảm thấy rét cóng nếu ngâm mình lâu trong nước ở nhiệt độ 250C. Giải thích tại sao?