Уравнение состояния идеального газа. Теплоёмкость

226.В баллоне объёмомVнаходится смесь кислорода и гелия. Число молекул кислорода равно N₁, число молекул гелия N₂. Температура смеси равна T, давление Р. Среднее значение молекулярной массы смеси равном m. Определить объёмV, если N₂ = 1,2×10²¹; T = 530°К; Р = 250 Па; m = 0,022 кг/моль. Сделайте чертёж, что позволит понять закон парциальных давлений и записать его аналитическое выражение для данной задачи. Придётся записать объединённый газовый закон с учётом сортности газов. Осталось преобразовать для нахождения N₁, а затем и объёма. Если трудно, приходите на консультацию. Помогут.

227.В сосуде объёмомVнаходится смесь двух газов: газ с молекулярной массой m₁ в количестве m₁ и газ с молекулярной массой m₂ в количестве m₂. При температуре t давление в сосуде равно Р. Определить количество m₂, еслиV= 4,5 л; m₁ = 32 г/моль; m₁ = 4,2 г; m₂ = 40 г/моль; t = +21°С; Р = 0,17 МПа. Сделайте чертёж, что позволит понять закон парциальных давлений и записать его аналитическое выражение для данной задачи. Учтите объединённый газовый закон. Преобразуйте.

228.Определить плотность смеси, состоящей из 4 г водорода и 32 г кислорода при температуре 7 ^оС и давлении 93 кПа. Учтите закон парциальных давлений. Не помешает уравнение состояния идеального газа. Если учтёте понятие плотности, остаются лишь преобразования. Удачи.

229.Чему равна энергия теплового движения 20 г кислорода при температуре 10 ^оС? Какая часть этой энергии приходится на поступательное движение, какая часть – на вращательное движение? Уточните понятие энергии теплового движения, из каких движений молекул она складывается. Далее придётся разобраться в том, что такое часть. Удачи.

230.Давление и плотность некоторого газа при 17 ^оС равны 750 мм рт. ст. и 8,2^.10^–4 г/см³ соответственно. Что это за газ? Уточните, что является однозначной характеристикой сортности газа. Нет ли её в уравнении состояния идеального газа? Удачи в преобразованиях.

231.Определить среднюю квадратичную скорость молекулы газа, заключенного в сосуде объёмом 2ּ10^–3 м³ под дав­лением 200 кПа. Масса газа равна 0,3 г. Уточните (учебник, записи) понятие средней квадратичной скорости. Учтите уравнение состояния идеального газа. Удачи в преобразованиях.

232.Оболочка воздушного шара объёмом 800 м³ целиком заполнена водородом при температуре 273 ^оК. На сколько изме­нится подъёмная сила шара при повышении температуры до 293 ^оК? Считать объём оболочки неизменным и внешнее давление нормальным. В нижней части оболочки имеется отверстие, через которое водород может выходить в окружающее пространство. Сделайте чертёж, по условию – лучше два. Выполните аналитическую запись сил, действующих на шар, получите систему из двух уравнений. Не обойтись без уравнения состояния идеального газа. Преобразуйте, должно получиться. Если что, подходите. Помогут.

233.Полый шар объёмом 10 см³, заполненный воздухом при температуре 573 ^оК, соединили трубкой с чашей, наполнен­ной ртутью. Определить массу ртути, вошедшей в шар при остывании воздуха в нём до температуры 293 ^оК. Изменением объёма шара пренебречь. Сделайте чертёж, лучше два: до и после охлаждения. Уравнение состояния обязательно для обоих случаев, что позволяет найти установившееся давление. Здесь нужно вспомнить, давление одинаково во всех направлениях. Более всего это относится к внешнему (через ртуть) давлению. Это позволяет найти (из изотермического процесса) сжатие до некоторого объёма воздуха в полом шаре (вытесненной ртутью из чашки в шар). Удачи в преобразованиях. Трудно? Приходите. Точно помогут.

234.Найти молярную массу и число степеней свободы мо­лекул некоторого газа, если его удельные теплоемкости C_V = 0,65 Дж/гּК, а С_P = 0,91 Дж/гּК. Установите связь между молярной и удельной теплоёмкостями. Трудности не встретите, есть в учебнике (в лекции). Есть два равенства, преобразуйте. Можно найти число степеней свободы. В этих же преобразованиях проявляется и молярная масса. Какой же это газ?

235.Баллон вместимостью 25 л, содержащий воздух под давлением 3^.10⁵ Па, соединяют с другим баллоном вместимостью 50 л, из которого воздух откачан. Найти установившееся давление воздуха в баллонах, если температура оставалась постоянной. Сделайте чертёж, лучше два. Учтите закон парциальных давлений. Удачи в преобразованиях.

236.В сосуде объёмом V = 30 л содержится идеальный газ при температуре 0^оС. После того как часть газа была выпушена наружу, давление в сосуде понизилось на Dp = 0,78 атм (без изменения температуры). Найти массу выпущенного газа. Плотность данного газа при нормальных условиях ρ = 1,3 г/л. Желательно сделать два чертежа. Уточнить данные в символическом виде (на чертеже). Записать уравнения состояния газа. Система позволяет выразить изменение давления. Если записать условие нормального состояния газа, можно выразить оставшиеся неизвестные величины. Преобразуйте, должно получиться.

237.Сосуд объёмом V = 20 л содержит смесь водорода и гелия при температуре t = 20 ^оС и давлении p = 2 атм. Масса смеси m = 5 г. Найти отношение массы водорода к массе гелия в данной смеси. Сделайте чертёж. Не забудьте уточнить различие в строении газов. Закон парциальных давлений и объединённый газовый закон должны помочь. Преобразуйте, если трудно, подходите.

238.Котел объемом 2 м³ содержит перегретый водяной пар массой 10 кг при температуре 500 ^оК. Определить давление пара в котле. Сделайте чертёж, уточните понятие «перегретый пар». Разобрались? Осталось лишь записать уравнение состояния газа. Задачка оказалась простой?

239.Определите молярные теплоёмкости газа и число степеней свободы, если его удельная теплоёмкость при постоянном объёме равна 10,4 кДж/кгּК, а удельная теплоёмкость при постоянном давлении составляет 14,6 кДж/кгּК. Установите связь между молярной и удельной теплоёмкостями; есть в учебнике (лекциях), получите два уравнения. Преобразуя, найдёте число степеней свободы. В этих же преобразованиях содержится молярная масса. Какой же это газ?

240.В баллоне объёмом V = 7,5 л при температуре T = 300 ^оК находится смесь идеальных газов: n₁ = 0,1 моль кислорода, n₂ = 0,2 моль азота и n₃ = 0,3 моль углекислого газа. Считая газы идеальными, найти среднюю молярную массу М данной смеси, которая входит в уравнение её состояния. Уточните закон парциальных давлений. Не забывайте уравнение состояния идеального газа. Всё это наводит на мысль, что уравнений должно быть четыре. Преобразуйте, должно получиться.

241.Температура на улице –13 ⁰С, в помещении 22 ⁰С. На сколько изменится давление в газовом баллоне, если его внести в помещение? В помещении манометр на баллоне показывал 1,5 МПа. Сделайте чертёж, до и после внесения. Отобразите условия состояния. Запишите для каждого случая уравнение состояния идеального газа. Уточните для себя, что означают слова «на сколько изменится давление». Какая математическая операция позволяет найти это изменение? Уравнение состояния газа для двух ситуаций позволяет её выполнить? Будьте внимательны, одно из уравнений потребуется дважды. Удачи.

242.Сколько частиц воздуха находится в комнате площадью 20 м² и высотой 3 м при температуре 17 ^оС и давлении 752 мм. рт. ст.? Уточните, из каких газов и в каком соотношении состоит воздух. Воспользуйтесь законом парциальных давлений. Естественно, без уравнения состояния идеального газа не обойтись. Два уравнения, преобразования и две математических операции ведут к успеху. Удачи.

243.На сколько понизилось давление кислорода в баллоне емкостью 100 л, если из него откачали 3 кг газа? Температура газа 17 ^оС оставалась постоянной. Сделайте чертёж, до и после удаления газа; отобразите условия состояния. Запишите для каждого случая уравнение состояния идеального газа. Уточните для себя, что означают слова «на сколько понизилось давление». Какая математическая операция позволяет найти это изменение? Уравнение состояния газа для двух ситуаций позволяет её выполнить? Преобразуйте. Должно получиться.

244.Одноатомный газ массой 1,5 кг находится под давлением 5 атм и имеет плотность 6 кг/м³. Найти энергию теплового движения молекул газа при этих условиях. Сделайте чертёж, отобразите условия состояния. Уравнение состояния идеального газа обязательно. Уточните, из чего складывается энергия теплового движения молекул газа; запишите энергию одной молекулы, при этом уточните число степеней свободы. Как может быть найдена энергия для всего ансамбля частиц? Уравнение состояния, уравнение для энергии одной частицы, уравнение нахождения числа молей через преобразования позволяют найти ответ.

245.Объём пузырька воздуха по мере всплывания его со дна озера увеличивается в 3 раза. Какова глубина озера? Температура постоянна, атмосферное давление 100 кПа. Сделайте чертёж, отобразите условия состояния. Уравнение состояния идеального газа для этих состояний записали? Два уравнения есть! Соотношение объёмов записали? Разберитесь с давлением: до и после всплытия. Если пузырёк всплыл, чему равно его давление вблизи границы раздела вода – воздух? А на дне озера столб воды оказывает воздействие на пузырёк? Так запишите это воздействие! Удачи. Если трудно, подходите. Помогут.

246.В баллоне объёмом 10 л находится гелий под давлением 1 МПа при температуре 300 К. После того как из баллона было взято 10 г гелия, температура в баллоне понизилась до 290 К. Определить давление гелия, оставшегося в баллоне. Сделайте чертёж, лучше два; отобразите условия состояния. Записали уравнения идеального газа для этих условий? Два уравнения есть, третье напрашивается для массы газа. Не записали? Так запишите! Удачи в преобразованиях.

247.В баллоне объёмом 25 л находится водород при температуре 290 К. После того как часть газа израсходовали, давление в баллоне понизилось на 0,4 МПа. Определить массу израсходованного газа. Температура постоянна. Сделайте чертёж, здесь лучше два; отобразите условия состояния. Запишите уравнения идеального газа для этих состояний. Два уравнения есть, третье напрашивается для изменения массы газа. Не записали? Так запишите! Удачи в преобразованиях.

248.В колбе вместимостью 100 мл находится некоторый газ при температуре 300 К. Вследствие утечки, из колбы вышло 10²⁰ молекул. На сколько понизилось давление газа в колбе? Сделайте чертёж, здесь лучше два; отобразите условия этих состояний. Запишите уравнения состояния идеального. Два уравнения есть, третье напрашивается для числа молекул газа в колбе. Не записали? Так запишите! Удачи в преобразованиях; будьте внимательны, они разнонаправлены. Лучше выражать изменение давления.

249.В цилиндре под невесомым поршнем находился воздух в объёме V₁ = 0,37 л и атмосферном давлении P₁ = 710 мм. рт. ст. После погружения цилиндра в воду с температурой t₂ = +25 °С на глубину h = 1,5 м объём воздуха уменьшился до V₂ = 0,34 л. Определить температуру воздуха Т₁. Сделайте чертёж, лучше два; отобразите условия состояния. Запишите уравнения идеального газа для этих состояний. Третье уравнение свяжет давление воздуха и давление столба воды, то есть определит давление второго состояния. Преобразуйте.

250.Из баллона объемомV= 25 л, содержащего сжатый воздух при давлении P₁ = 3,9 МПа и температуре t₁ = +35 °С, постепенно выпускают массу воздуха m= 0,48 кг. После закрытия крана температура воздуха в баллоне t₂ = –15 °С. Определить давление P₂. Сделайте два чертежа, отобразите условия состояния. Запишите уравнения идеального газа для этих состояний. Решая систему уравнений, находите неизвестный параметр.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: