Bài 2.35 SBT Vật lý 12 - Cánh diều: Ở nhiệt độ 20 °C và áp suất 1,00 atm, không khí có khối lượng riêng là 1,29 kg/m3...

Ở nhiệt độ 20 °C và áp suất 1,00 atm, không khí có khối lượng riêng là 1,29 kg/m³. a) Tính giá trị trung bình của bình phương tốc độ phân tử khí ở điều kiện này.

b) Tìm một giá trị điển hình cho tốc độ của một phân tử khí bằng cách tính $\sqrt {\overline {{v^2}} }$

và so sánh tốc độ đó với tốc độ âm thanh trong không khí (khoảng 330 m/s).

Vận dụng kiến thức về động năng trung bình của 1 phân tử khí

a) Khối lượng của một phân tử: $m = \frac{M}{{{N_A}}} = \frac{{0.029}}{{{{6,023.10}^{23}}}} = {4,81.10^{ - 26}}$

Ta lại có: $${{\rm{W}}_d} = \frac{{3kT}}{2} = \frac{{m{v^2}}}{2} \Rightarrow {v^2} = \frac{{3kT}}{m} = \frac{{{{3.1,38.10}^{ - 23}}.293}}{{{{4,81.10}^{ - 26}}}} = {2,52.10^5}({m^2}/{s^2})$$

b) Tốc độ phân tử điển hình là: $v = \sqrt {{v^2}} = \sqrt {{{2,52.10}^5}} = 502(m/s)$

→ Lớn hơn tốc độ âm thanh (khoảng 330 m/s) trong không khí