Меню

Газ находится под давлением 2 атм при температуре 127

Газ в сосуде находиться под давлением 2 атм при температуре 127

Задача 28.
При 17°С некоторое количество газа занимает объем 580 мл. Какой объем займет это же количество газа при 100°С, если давление его останется неизменным?
Решение:
По закону Гей – Люссака при постоянном давлении объём газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре (Т):

V2 – искомый объём газа;
T2 – соответствующая V2 температура;
V1 – начальный объём газа при соответствующей температуре Т1.

По условию задачи V1 = 580мл; Т1 = 290К (273 + 17 = 290) и Т2 = 373К (273 + 100 = 373). Подставляя эти значения в выражение закона Гей – Люссака, получим:

Ответ: V2 = 746мл.

Задача 29.
Давление газа, занимающего объем 2,5л, равно 121,6 кПа (912мм рт. ст.). Чему будет равно давление, если, не изменяя температуры, сжать газ до объема в 1л?
Решение:
Согласно закону Бойля – Мариотта, при постоянной температуре давление, производимое данной массой газа, обратно пропорционально объёму газа:

Обозначив искомое давление газа через Р2, можно записать:

Ответ: Р2 = 304кПа (2280мм.рт.ст.).

Задача 30. На сколько градусов надо нагреть газ, находящийся в закрытом сосуде при 0 °С, чтобы давление его увеличилось вдвое?
Решение:
При постоянном объёме давление газа изменяется прямо пропорционально температуре:

По условию задачи Т1 = 0 °С + 273 = 273К; давление возросло в два раза: Р2 = 2Р1.

Подставляя эти значения в уравнение, находим:

Ответ: Газ нужно нагреть на 2730С.

Задача 31.
При 27°С и давлении 720 мм.рт. ст. объем газа равен 5л. Кой объем займет это же количество газа при 39°С и давлении 104кПа?
Решение:
Зависимость между объёмом газа, давлением и температурой выражается общим уравнением, объединяющим законы Гей-Люссака и Бойля-Мариотта:

где Р и V – давление и объём газа при температуре Т; Р0 и V0 – давление и объём газа при нормальных условиях. Данные задачи: V = 5л; Т = 298К (273 + 25 = 298); Р = 720 мм.рт.ст. (5,99 кПа); Р0 = 104 кПа; Т = 312К (273 + 39 = 312); Т = 273К. Подставляя данные задачи в уравнение, получим:

Ответ: V0 = 4,8л

Задача 32.
При 7°С давление газа в закрытом сосуде равно 96,0 кПа. Каким станет давление, если охладить сосуд до —33 °С?
Решение:
При постоянном объёме давление газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре:

Обозначим искомое давление через Р2, а соответствующую ему температуру через Т2. По условию задачи Р1 = 96,0 кПа; Т1 = 280К (273 + 7 = 280); Т2 = 240К (273 – 33 = 240). Подставляя эти значения в уравнение, получим:

Ответ: Р2 = 82,3кПа.

Задача 33.
При нормальных условиях 1г воздуха занимает объем 773 мл. Какой объем займет та же масса воздуха при 0 °С и )и давлении, равном 93,3 кПа (700мм. рт. ст.)?
Решение:
Зависимость между объёмом газа, давлением и температурой выражается общим уравнением, объединяющим законы Гей-Люссака и Бойля-Мариотта:

где Р и V – давление и объём газа при температуре Т; Р0 и V0 – давление и объём газа при нормальных условиях. Данные задачи: Р0 = 101,325кПа; V0 = 773мл; Т0 = 298К (273 + 25 = 298); Т = 273К; Р = 93,3кПа. Подставляя данные задачи и преобразуя уравнение, получим:

Ответ: V = 769, 07 мл.

Задача 34.
Давление газа в закрытом сосуде при 12°С равно 100 кПа (750мм рт. ст.). Каким станет давление газа, если нагреть сосуд до 30°С?
Решение:
При постоянном объёме давление газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре:

Обозначим искомое давление через Р2, а соответствующую ему температуру через Т2. По условию задачи Р1 = 100 кПа; Т1 = 285К (273 + 12 = 285); Т2 = 303К (273 + 30 = 303). Подставляя эти значения в уравнение, получим:

Ответ: Р2 = 106,3кПа.

Задача 35.
В стальном баллоне вместимостью 12л находится при 0°С кислород под давлением 15,2 МПа. Какой объем кислорода, находящегося при нормальных условиях можно получить из такого баллона?
Решение:
Зависимость между объёмом газа, давлением и температурой выражается общим уравнением, объединяющим законы Гей-Люссака и Бойля-Мариотта:

где Р и V – давление и объём газа при температуре Т; Р0 и V0 – давление и объём газа при нормальных условиях. Данные задачи: V = 12л; Т = 273К (273 + 0 = 2273); Р =15,2МПа); Р0 = 101,325кПа; Т0 = 298К (273 + 25 = 298). Подставляя данные задачи в уравнение, получим:

Ответ: V0 = 1,97м3.

Задача 36.
Температура азота, находящегося в стальном баллоне под давлением 12,5 МПа, равна 17°С. Предельное давление для баллона 20,3МПа. При какой температуре давление азота достигнет предельного значения?
Решение:
При постоянном объёме давление газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре:

Обозначим искомое давление через Р2, а соответствующую ему температуру через Т2. По условию задачи Р1 = 12,5МПа; Т1 = 290К (273 + 17 = 290); Р2 = 20,3МПа. Подставляя эти значения в уравнение, получим:

Задача 37.
При давлении 98,7кПа и температуре 91°С некоторое количество газа занимает объем 680 мл. Найти объем газа при нормальных условиях.
Решение:
Зависимость между объёмом газа, давлением и температурой выражается общим уравнением, объединяющим законы Гей-Люссака и Бойля-Мариотта:

где Р и V – давление и объём газа при температуре Т; Р0 и V0 – давление и объём газа при нормальных условиях. Данные задачи: Р0 = 101,325кПа; V = 680мл; Т0 = 298К (273 + 25 = 298); Т = 364К (273 + 91 = 364); Р = 98,7кПа. Подставляя данные задачи и преобразуя уравнение, получим:

Читайте также:  Что значит если низкое давление сердечное давление

Читайте также: Чем чистить сосуды народными средствами

Ответ: mЭ(Ме) = 39,4г/моль.

Задача 39.
Как следует изменить условия, чтобы увеличение массы данного газа не привело к возрастанию его объема: а) понизить температуру; б) увеличить давление; в) нельзя подобрать условий?
Решение:
Для характеристики газа количеством вещества (n, моль) применяется уравнение РV = nRT, или – это уравнение Клапейрона-Менделеева. Оно связывает массу (m, кг); температуру (Т, К); давление (Р, Па) и объём (V, м3) газа с молярной массой (М, кг/моль).

Тогда из уравнения Клапейрона-Менделеева объём газа можно рассчитать по выражению:

Отсюда следует, что V = const, если при увеличении массы (m) газа на некоторую величину будет соответственно уменьшена температура (T) системы на некоторое необходимое значение. Объём системы также не изменится при постоянной температуре, если при увеличении массы (m) газа на некоторую величину будет соответственно увеличено давление (P) системы на необходимую величину.

Таким образом, при увеличении массы газа объём системы не изменится, если понизить температуру системы или же увеличить давление в ней на некоторую величину.

Ответ: а); б).

Задача 40.
Какие значения температуры и давления соответствуют нормальным условиям для газов: а) t = 25 °С, Р = 760 мм. рт. ст.; б) t = 0 °С, Р = 1,013 • 105Па; в) t = 0°С, Р = 760 мм. рт. ст.?
Решение:
Состояние газа характеризуется температурой, давлением и объёмом. Если температура газа равна 0 °С (273К), а давление составляет 101325 Па (1,013 • 105) или 760 мм. рт. ст., то условия, при которых находится газ, принято считать нормальными.

Источник

Газ находится под давлением 2 атм при температуре 127

В закрытом сосуде объёмом 20 литров находится 0,2 моль кислорода. Давление газа в сосуде равно 100 кПа. Чему равна среднеквадратичная скорость молекул этого газа? Ответ округлите до целого числа.

Запишем основное уравнение МКТ газа: Молярная масса кислорода равна M = 0,032 кг/моль. Найдем среднеквадратичная скорость молекул газа:

В закрытом сосуде с клапаном находится идеальный газ при температуре +20 °С и давлении p1. В результате некоторого эксперимента 20 % газа вышло из сосуда через клапан. При этом температура газа повысилась на 10 °С, а его давление изменилось до некоторой величины p2. Найдите отношение . Ответ округлите до десятых долей.

Количество газа в сосуде, оставшегося после некоторого эксперимента, составляет 0,8 от изначального количества. Температура после эксперимента составит 303 К.

Тогда с помощью уравнения Менделеева-Клайперона получим:

В закрытом сосуде с клапаном находится идеальный газ при температуре +42 °С и давлении p1. В результате некоторого эксперимента 25 % газа вышло из сосуда через клапан. При этом температура газа понизилась на 21 °С, а его давление изменилось до некоторой величины p2. Найдите отношение . Ответ округлите до десятых долей.

Количество газа в сосуде, оставшегося после некоторого эксперимента, составляет 0,75 от изначального количества. Температура после эксперимента составит 294 К.

Тогда с помощью уравнения Менделеева-Клайперона получим:

В закрытом сосуде объёмом 20 литров находится 0,5 моль азота. Давление газа в сосуде равно 100 кПа. Чему равна среднеквадратичная скорость молекул этого газа? Ответ дайте в м/с и округлите до целого числа.

Запишем основное уравнение МКТ газа: Молярная масса азота равна M = 0,028 кг/моль. Найдем среднеквадратичную скорость молекул газа:

В закрытом сосуде с жёсткими стенками находится кислород при некоторой температуре и давлении 55 кПа. Концентрация молекул кислорода 4·10 25 1/м 3 . В этот сосуд добавляют азот при такой же температуре. Концентрация молекул азота в сосуде становится равной 7,2·10 25 1/м 3 . На какую величину изменится давление в этом сосуде. Ответ выразите в кПа.

Основное уравнение МКТ связывает макроскопические параметры (давление, объём, температура) термодинамической системы с микроскопическими (масса молекул, средняя скорость их движения):

где — концентрация молекул газа.

Найдём температуру кислорода, которая по условию также равна температуре азота

Парциальное давление азота тогда равно

Общее давление газовой смеси является суммой парциальных давлений её компонентов. Парциальное давление кислорода не изменилось, значит, давление газа в сосуде увеличится на величину p2 = 99 кПа.

В закрытом сосуде находится идеальный газ при давлении 105750 Па и температуре, соответствующей среднеквадратичной скорости теплового хаотического движения молекул 494 м/с. Чему равна плотность этого газа? Ответ выразите в кг/м 3 и округлите до десятых долей.

Средняя энергия теплового движения молекул связана с абсолютной температурой газа соотношением

где — масса одной молекулы.

По определению среднеквадратичная скорость равна

Согласно уравнению состояния идеального газа давление связано с температурой газа

Тогда преобразуем предыдущее уравнение

Учитывая то, что плотность газа — это произведение массы одной молекулы на концентрацию газа, получим

В закрытом сосуде объёмом 20 литров находится 5 моль кислорода. Температура газа равна 127 °С. Чему равно давление газа? Ответ выразите в кПа.

Состояние идеального газа описывается уравнением Клапейрона — Менделеева:

Найдём отсюда давление:

В закрытом сосуде объёмом 10 литров находится 5 моль азота. Температура газа равна 26 °С. Чему равно давление газа? Ответ выразите в килопаскалях и округлите до целого числа.

Состояние идеального газа описывается уравнением Клапейрона — Менделеева:

Читайте также:  Не могу снизить давление что делать в домашних условиях

Найдем отсюда давление:

В закрытом сосуде с жёсткими стенками находится кислород при некоторой температуре и давлении 55,5 кПа. Концентрация молекул кислорода 5,4·10 25 1/м 3 . В этот сосуд добавляют азот при такой же температуре. Концентрация молекул азота в сосуде становится равной 7,2·10 25 1/м 3 . Чему равно парциальное давление азота в этом сосуде? Ответ выразите в кПа и округлите до целого числа.

Основное уравнение МКТ связывает макроскопические параметры (давление, объём, температура) термодинамической системы с микроскопическими (масса молекул, средняя скорость их движения)

где — концентрация молекул газа.

Найдём температуру кислорода, которая по условию также равна температуре азота

Парциальное давление азота тогда равно

В закрытом сосуде находится азот под давлением 2 атм с начальной температурой 280 К. Газ нагревают до температуры 3000 К, при этом давление газа увеличивается до 30 атм и часть молекул распадается на атомы. Какая часть молекул распалась?

Запишем уравнение состояния идеального газа: Найдём отношение давлений в начальном и конечном состоянии: Откуда получаем, что число частиц в конечном состоянии: Обозначим долю распавшихся частиц за Тогда из уравнения получаем

Аналоги к заданию № 6468: 11644 Все

Идеальный одноатомный газ, находящийся в герметично закрытом сосуде с жёсткими стенками, нагревают. Как изменяются в этом процессе следующие физические величины: концентрация молекул, внутренняя энергия газа, теплоёмкость газа?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Концентрация молекул Внутренняя энергия газа Теплоёмкость газа

Поскольку газ находится в сосуде с жёсткими стенками, его объём не изменяется. Количество газа в ходе процесса также остаётся постоянным, а значит, концентрация молекул не изменяется.

Внутренняя энергия фиксированного одноатомного идеального газа зависит только от температуры:

следовательно, при нагревании газа, его внутренняя энергия увеличивается.

Теплоёмкость — это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты надо сообщить системе, чтобы нагреть её на один градус. Согласно первому началу термодинамики, передаваемое газу тепло идёт на изменение его внутренней энергии и на работу против внешних сил: Так как объём газа фиксирован, работы он не совершает, а значит всё передаваемое тепло идёт на изменение внутренней энергии. Таким образом, теплоёмкость даётся выражением:

Следовательно, теплоёмкость в ходе данного процесса остаётся неизменной.

В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа p = 4 · 10 5 Па. Расстояние от дна сосуда до поршня равно L. Площадь поперечного сечения поршня S = 25 см 2 . В результате медленного нагревания газ получил количество теплоты Q = 1,65 кДж, а поршень сдвинулся на расстояние x = 10 см. При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует сила трения величиной Fтр = 3 · 10 3 Н. Найдите L. Считать, что сосуд находится в вакууме.

1) Поршень будет медленно двигаться, если сила давления газа на поршень и сила трения со стороны стенок сосуда уравновесят друг друга: p2S = Fтр, откуда

2) Поэтому при нагревании газа поршень будет неподвижен, пока давление газа не достигнет значения р2. В этом процессе газ получает количество теплоты Q12. Затем поршень будет сдвигаться, увеличивая объём газа, при постоянном давлении. В этом процессе газ получает количество теплоты Q23.

3) В процессе нагревания, в соответствии с первым началом термодинамики, газ получит количество теплоты:

4) Внутренняя энергия одноатомного идеального газа:

в начальном состоянии,

в конечном состоянии.

5) Из пп. 3, 4 получаем

в конечной формуле в числителе перед произведением силы трения и величины смещения множитель должен быть 3/2 а не 5/2

Формула верная. 5/2=1+3/2 — сумма коэффициентов перед членами с Fтр в формулах для Q и U3

А почему не учитывается атмосферное давление?

По условию сосуд на­хо­дит­ся в ва­ку­у­ме.

В большом сосуде с жёсткими стенками, закрытом подвижным поршнем, находятся воздух и насыщенный водяной пар при температуре 100 °C. Давление в сосуде равно 300 кПа. Поршень переместили, поддерживая температуру содержимого сосуда постоянной. При этом половина водяного пара сконденсировалась. Какое давление установилось в сосуде? Ответ выразите в кПа.

В сосуде находятся воздух и насыщенный пар, при этом давление в сосуде состоит из суммы давлений двух газов: Давление насыщенного пара при равно Значит, давление воздуха Далее сказано, что половина водяного пара сконденсировалась, это означает что газ в сосуде сжали при постоянной температуре. Давление насыщенного пара зависит только от температуры и, следовательно, при сжатии оно не изменилось (). Запишем уравнение Менделеева — Клапейрона: Масса водяного пара уменьшилась вдвое, а значит объём также должен уменьшиться вдвое.

Масса воздуха осталась той же самой, но при уменьшении объёма в два раза при постоянной температуре, давление должно вырасти в два раза. Следовательно,

Давление в сосуде станет равным

В большом сосуде с жёсткими стенками закрытом подвижным поршнем находятся воздух и насыщенный водяной пар при температуре 100 °C. Давление в сосуде равно 300 кПа. Поршень переместили, поддерживая температуру содержимого сосуда постоянной. При этом половина водяного пара сконденсировалась. Какое давление (в кПа) установилось в сосуде?

В сосуде находятся воздух и насыщенный пар, при этом давление в сосуде состоит из суммы давлений двух газов: Давление насыщенного пара при равно Значит, давление воздуха Далее сказано, что половина водяного пара сконденсировалась, это означает, что газ в сосуде сжали при постоянной температуре. Давление насыщенного пара зависит только от температуры и, следовательно, при сжатии оно не изменилось (). Запишем уравнение Менделеева — Клайперона: Масса водяного пара уменьшилась вдвое, а значит, объём также должен уменьшиться вдвое.

Читайте также:  Клапан регулятор давления топлива крайслер

Масса воздуха осталась той же самой, но при уменьшении объёма в два раза при постоянной температуре, давление должно вырасти в два раза. Следовательно,

Давление в сосуде станет равным

Это нужно знать наизусть, что давление насыщенного пара при 100C равно 100кПА или будет всё в справочнике? Просто в вашем справочнике этого нет.

Жидкость закипает, когда парциальное давление её насыщенных паров сравнивается с внешним давлением. Для открытых сосудов внешняя среда — воздух с атмосферным давлением. Вода кипит при 100 °С, значит при этой температуре давление насыщенных паров равно атмосферному 100 кПа.

В горизонтальном сосуде, закрытом поршнем, находится разреженный газ. Максимальная сила трения между поршнем и стенками сосуда составляет Fтр.макс, а площадь поршня равна S. На -диаграмме показано, как изменялись давление и температура разреженного газа в процессе его нагревания. Как изменялся объём газа (увеличивался, уменьшался или же оставался неизменным) на участках 1−2 и 2−3? Объясните причины такого изменения объёма газа в процессе его нагревания, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.

1) На участке 1–2 процесс изохорный, объём газа под поршнем остаётся постоянным. Поршень остаётся в покое, пока сила трения покоя не достигнет максимального значения Fтр. макс.

2) На участке 2-3 процесс изобарный. Поршень начинает двигаться при условии, что сила давления со стороны газа становится больше, чем сумма силы трения и силы давления на поршень со стороны атмосферы:

p1SFтр. макс + pатмS. По закону Гей-Люссака при увеличении температуры объем увеличивается.

В закрытом цилиндрическом сосуде находится влажный воздух при температуре 100 °С. Для того, чтобы на стенках этого сосуда выпала роса, требуется изотермически изменить объем сосуда в 25 раз. Чему приблизительно равна первоначальная абсолютная влажность воздуха в сосуде? Ответ приведите в г/м 3 , округлите до целых.

Абсолютная влажность воздуха — это физическая величина, показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1 воздуха. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе. На стенках сосуда при изотермическом сжатии начнет образовываться роса после того, как пар достигнет состояния насыщения. Как известно, кипение начинается, когда давление насыщенных паров сравнивается с внешним давлением. Таким образом, давление насыщенных паров при 100 °С равно нормальному атмосферному давлению, то есть порядка

Определим сперва, какое давление имеет пар до начала сжатия. Водяной пар подчиняется уравнениям идеального газа, в частности, при изотермическом сжатии выполняется закон Бойля — Мариотта: Следовательно, начальное давление водяного пара было в 25 раз меньше и равнялось

Определим теперь первоначальную абсолютную влажность. Для этого воспользуемся уравнением состояния Клапейрона-Менделеева:

Здравствуйте. почему малярная масса равна 0,018 кг/моль а не как в справочнике 0,029 кг/моль?

Потому что здесь использована молярная масса водяных паров, то есть воды, а не воздуха.

Здравствуйте!Закон Бойля-Мариотта применим а том случае,если масса вещества не изменяется,а по условию задачи выпадает роса,то есть часть водяного пара переходит в воду.

В процессе сжатия до момента выпадения росы масса паров не менялась.

Добрый день! Наверно задача дана в предположении, что при изменении объёма сосуда в 25 раз давление в нём достигло атмосферного? Но это не указано в условии задачи!

Дана температура, по ней устанавливается давление насыщенных паров.

В цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится водяной пар и капля воды. С паром в сосуде при постоянной температуре провели процесс abc, pV−диаграмма которого представлена на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения относительно проведённого процесса.

1) На участке bc масса пара уменьшается.

2) На участке ab к веществу в сосуде подводится положительное количество теплоты.

3) В точке c водяной пар является насыщенным.

4) На участке ab внутренняя энергия капли уменьшается.

5) На участке bc внутренняя энергия пара уменьшается.

1. Неверно. По условию температура на участке не изменялась, давление уменьшилось в 2 раза, объём увеличился в 2 раза. Из уравнения для каждого состояния и Так как то и

2. Верно. Поскольку на участке объём изобарно увеличивался, то пар совершил положительную работу; а так как температура не менялась, но менялась масса пара, то внутренняя энергия увеличивалась. Из первого закона термодинамики следует, что Q — положительная величина, т. е. пар теплоту получал.

3. Неверно. На участке давление пара уменьшалось, а при постоянной температуре давление насыщенного пара оставалось неизменным. Значит, относительная влажность уменьшалась.

4. Верно. На участке давление и температура пара не изменялись, объем увеличивался. Исходя из уравнений состояния идеального газа, следует, что масса пара увеличивалась за счёт испарения, при котором внутренняя энергия воды уменьшается.

5. Неверно. На участке температура и масса пара не менялись, следовательно, внутренняя энергия не менялась.

Источник

Adblock
detector