Câu hỏi: Từ các công thức tính áp suất chất khí trong Bài 12 SGK Vật lí 12, có thể nói áp suất chất khí là một đại lượng thống kê vì:
- A. Công thức chỉ áp dụng được cho một tập hợp vô cùng lớn các phân tử khí.
- B. Công thức cho thấy áp suất phụ thuộc vào động năng trung bình của các phân tử khí.
- C. Công thức cho thấy áp suất chất khí không phụ thuộc vào tốc độ của từng phân tử.
- D. Tất cả các lí do kể trên.
Đáp án đúng là D. Tất cả các lí do kể trên. Công thức tính áp suất chất khí của thuyết động học phân tử được xây dựng hoàn toàn từ các giá trị trung bình của một số lượng cực lớn phân tử, nên cả ba lí do A, B, C đều đúng và cùng lý giải bản chất thống kê của áp suất.
Vì sao áp suất chất khí là đại lượng thống kê?
Trong Bài 12 SGK Vật lí 12, áp suất chất khí được suy ra từ thuyết động học phân tử dưới hai dạng: p = (1/3)·n·m·v̄² và p = (2/3)·n·Ē, trong đó n = N/V là số phân tử trong một đơn vị thể tích, v̄² là trung bình của bình phương tốc độ, Ē là động năng trung bình của các phân tử.
Điểm chung của hai công thức là mọi đại lượng bên trong đều là giá trị trung bình thống kê, không phải thông tin của riêng một phân tử nào. Điều này lý giải lần lượt ba lí do trong đề:
- Công thức chỉ có nghĩa với một tập hợp vô cùng lớn phân tử (cỡ 10¹⁹ phân tử trong mỗi cm³ khí ở điều kiện thường). Với một hay vài phân tử, khái niệm áp suất không còn giá trị.
- Áp suất phụ thuộc động năng trung bình Ē qua p = (2/3)·n·Ē, tức là phụ thuộc kết quả trung bình của cả tập hợp phân tử.
- Tốc độ của từng phân tử thay đổi liên tục do va chạm, nhưng áp suất chỉ phụ thuộc v̄² — một đại lượng trung bình — nên không phụ thuộc tốc độ tức thời của từng phân tử.
Cả ba lí do đều đúng và bổ sung cho nhau, vì vậy phải chọn D thay vì chọn riêng một lí do.
Vì sao không chọn riêng phương án A, B hay C?
A, B, C đều là phát biểu đúng nhưng mỗi phương án chỉ nêu một khía cạnh của tính thống kê. B là phương án dễ khiến người làm bài dừng sớm nhất, vì quan hệ áp suất – động năng trung bình hiện rõ trong p = (2/3)·n·Ē; tuy nhiên A và C cũng hoàn toàn chính xác. Với câu hỏi dạng “vì:”, lời giải thích trọn vẹn phải gộp cả ba lí do. Kinh nghiệm:
Bài viết liên quan: