(2025) Đề thi tổng ôn tốt nghiệp THPT Vật lí có đáp án - Đề 45

Một bình kín chứa khí hydrogen có thể tích 5 ℓ và áp suất 101325 Pa.

26/28

Một bình kín chứa khí hydrogen có thể tích 5 ℓ và áp suất 101325 Pa. Biết giá trị trung bình của các bình phương tốc độ phân tử khí là \(4\cdot 10^{5}\ \mathrm{m^{2}/s^{2}}\) và khối lượng mol của khí hydrogen là \(2\ \mathrm{g/mol}\). Số phân tử khí hydrogen chứa trong bình là \(x\cdot 10^{23}\) phân tử. Giá trị của \(x\) là bao nhiêu? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)

0/3000 ký tự
Giải thích

Động năng tịnh tiến trung bình của phân tử khí hydrogen là:
\(E_{\mathrm{đ}}=\dfrac{1}{2}m\overline{v^{2}}=\dfrac{3}{2}kT \Rightarrow
T=\dfrac{m\,\overline{v^{2}}}{3k}=\dfrac{M}{N_A}\dfrac{\overline{v^{2}}}{3k}
=\dfrac{M\,\overline{v^{2}}}{3R}.\)

Áp dụng phương trình Clapeyron, ta có:
\(pV=nRT \Rightarrow n=\dfrac{3pV}{M\,\overline{v^{2}}}.\)

Số phân tử khí hydrogen chứa trong bình là:
\(N=nN_A=\dfrac{3pV}{M\,\overline{v^{2}}}\,N_A
=\dfrac{3\cdot 101325\cdot 5\cdot 10^{-3}}{2\cdot 10^{-3}\cdot 4\cdot 10^{5}}
\cdot 6{,}02\cdot 10^{23}\approx 1{,}14\cdot 10^{23}\) phân tử.

Vậy \(x \approx 1{,}14\).