Меню

В баллоне объемом 10 л находится воздух при давлении

Физические основы молекулярно-кинетической теории и термодинамики

В условиях задач этого раздела температура задается в градусах Цельсия. При проведении числовых расчетов необходимо перевести температуру в градусы Кельвина, исходя из того, что 0° С = 273° К. Кроме того, необходимо также представить все остальные величины в единицах системы СИ. Так, например, 1л = 10 -3 м 3 ; 1м 3 = 10 6 см 3 = 10 9 мм 3 . Если в задаче приведена графическая зависимость нескольких величин от какой-либо одной и при этом все кривые изображены на одном графике, то по оси у задаются условные единицы. При решении задач используются данные таблиц 3,6 и таблиц 9—11 из приложения.

5.1. Какую температуру T имеет масса m = 2 г азота, занимающего объем V = 820 см 3 при давлении p = 0,2 МПа?

5.2. Какой объем V занимает масса m = 10г кислорода при давлении р = 100 кПа и температуре t = 20° С?

5.3. Баллон объемом V = 12 л наполнен азотом при давлении p = 8,1МПа и температуре t = 17° С. Какая масса m азота находится в баллоне?

5.4. Давление воздуха внутри плотно закупоренной бутылки при температуре t1=7C было p1 = 100 кПа. При нагревании бутылки пробка вылетела. До какой температуры t2 нагрели бутылку, если известно, что пробка вылетела при давлении воздуха в бутылке p = 130 кПа?

5.5. Каким должен быть наименьшей объем V баллона, вмещающего массу m = 6,4 кг кислорода, если его стенки при температуре t = 20° С выдерживают давление p = 15,7 МПа?

5.7. Найти массу m сернистого газа (S02), занимающего

объем V = 25 л при температуре t=27С и давлении p = 100 кПа.

5.6. В баллоне находилась масса m1 = 10 кг газа при давлении p1 = 10 МПа. Какую массу Am газа взяли из баллона, если давление стало равным p2 = 2,5 МПа? Температуру газа считать постоянной.

5.8. Найти массу m воздуха, заполняющего аудиторию высотой h = 5 м и площадью пола S = 200 м 2 . Давление воздуха p = 100кПа, температура помещения t = 17° С. Молярная масса воздуха u = 0,029 кг/моль.

5.9. Во сколько раз плотность воздуха p1, заполняющего помещение зимой (t1 =7°С), больше его плотности p2 летом (t2 =37° С)? Давление газа считать постоянным.

5.10. Начертить изотермы массы m = 0,5 г водорода для температур: а) t1 = 0° С; б) t2 = 100° С.

5.11. Начертить изотермы массы m = 15,5г кислорода для температур: a) t1 = 39° С; б) t2 =180° С.

5.12. Какое количество v газа находится в баллоне объемом V = 10 м 3 при давлении p =96 кПа и температуре t = 17° С?

5.13. Массу m =5 г азота, находящегося, в закрытом сосуде объемом V = 4 л при температуре t1 = 20° С, нагревают до температуры t2 = 40° С. Найти давление p1 и p2 газа до и после нагревания.

5.14. Посередине откачанного и запаянного с обеих концов капилляра, расположенного горизонтально, находится столбик ртути длиной l = 20 см. Если капилляр поставить вертикально, то столбик ртути переместится на dl = 10 см. До какого давления p был откачан капилляр? Длина капилляра L —1 м.

5.15. Общеизвестен шуточный вопрос: «Что тяжелее: тонна свинца или тонна пробки?» На сколько истинный вес пробки, которая в воздухе весит 9,8кН, больше истинного веса свинца, который в воздухе весит также 9,8кН? Температура воздуха t = 17° С, давление p = 100кПа.

5.16. Каков должен быть вес p оболочки детского воздушного шарика, наполненного водородом, чтобы результирующая подъемная сила шарика F = 0 , т.е. чтобы шарик находился во взвешенном состоянии? Воздух и водород находится при нормальных условиях. Давление внутри шарика равно внешнему давлению. Радиус шарика r = 12,5 см.

Читайте также:  Если верхнее и нижнее давление почти равны

5.17. При температуре t = 50° С давление насыщенного водяного пара p = 12,3 кПа. Найти плотность p водяного пара.

5.18. Найти плотность p водорода при температуре t = 10° С и давлении p = 97,3 кПа.

5.19. Некоторый газ при температуре t = 10° С и давлении p = 200 кПа имеет плотность p = 0,34 кг/м 3 . Найти молярную массу u газа.

5.20. Сосуд откачан до давления p = 1,33 • 10 -9 Па; температура воздуха t = 15° С. Найти плотность p воздуха в сосуде.

Ошибка в тексте? Выдели её мышкой и нажми

Остались рефераты, курсовые, презентации? Поделись с нами — загрузи их здесь!

Источник

в баллоне объемом 10 л находится воздух при давлении 1,5 МПа. Каким станет давление газа,если открыть кран,соединяющий этот балон с другим,имеющим

объем 40 л,из которого воздух откачен?Температура газа не изменяется.

Объём увеличился до 50 литров, то есть в 5 раз, значит давление в пять раз уменьшится:получается 1,5/5=0,3МПа

Другие вопросы из категории

икалью 30(градус). Определить заряд шарика.

2. Для полной задержки фотоэлектронов, выбитых из металла излучением с длиной волны 210 нм, требуется напряжение 2,7 В. Чему равна работа выхода? И красная граница фотоэффекта?

3. Определите энергию, массу и импульс фотона видимого света с длиной волны 500 нм. С дано, пожалуйста.

Насколько изменилась температура кислорода массой 320 г, если ему передали 1000 Дж теплоты, и он совершил работу 600 Дж

Читайте также

2. При заполнении баллона газом до давления 1,65*10^7Па температура газаповысилась до 50 градусов. Каким станет давление газа после охлаждения баллона до 20 градусов?

3. Баллон,содержащий газ под давлением 2,8 10,6 Па, находился на складе при температуре7 градусов. Когда баллон унесли в помещение,давление газа в баллоне стало3*10^6Па. Какова была температура в помещении?

2) Масса газа m при давлении p имеет температуру T. Как изменится объем газа, если при уменьшении давления в 5 раз его температура увеличится до 2T, при этом 20% газа улетучится?

3) В баллоне объемом 200 л находится гелий поддавлением 100кПа при температуре 17 град. цельсия. После подкачивания гелия его давление увеличилось до 300кПа, а температура увеличилась до 47 град. цельсия. На сколько увеличилась масса гелия? Молярная масса гелия 4 г/моль

баллона вышло 2*10 в 22 степени молекул,а температура осталась неизменной.

760 мм рт. ст. На сколько опустится поршень, если на него положить гирю 100 кг, а воздух при этом нагревается до 16 0С? Трение поршня о стенки цилиндра и вес поршня не учитывать

Источник

Физика. Термодинамика и молекулярная физика (стр. 5 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8

Дано:, V=1 л=1·10-3м3,с=1·103 кг/м3(из таблицы…) t1=10о С, t2=100о С, Т1=283 К, Т2=373 К, суд=4200 (из таблицы…), л =2,26·106Дж/К (из таблицы…)

Решение. Полное изменение энтропии при нагревании ее и последующем превращении в пар ДS= ДS1 + ДS2 , где ДS1 – изменение энтропии при нагревании воды от t1=10о С до t2=100о С. ДS1 рассчитывается по формуле

ДS1 = (1)

Массу найдем m=,окончательно

ДS1= (2)

Проанализируем размерность: [ДS1]=.

Подставляя числовые данные, имеем

ДS1=(Дж/К).

Изменение энтропии при парообразовании найдем с учетом постоянства температуры:

ДS2 =

ДS2= (3).

Читайте также:  Какое нормальное давление у детей и подростков

Вычисляя по формуле (3), получаем ДS2=6059 (Дж/К).

Полное изменение энтропии при нагревании воды до кипения и последующем превращении ее в пар

ДS= ДS1 + ДS2=7219 (Дж/К).

На электрической плитке мощностью N=0,8 кВт кипит чайник с водой. Найти скорость v истечения пара из носика чайника, если площадь носика S=1 см2. Пар считайте идеальным газом, давление на конце носика равно атмосферному. Считать, что вся энергия плитки передается воде.

Дано:, T = 373 K, µ = 18·10-3 кг/моль, N = 0,8 кВт =
= 800 Вт, S = 1 см2 = 10-4м2, л = 2,26·106Дж/кг, Ро = 105Па,
R = 8,31 Дж/(моль·К), Q = Nt.

Считая, что вся тепловая энергия, выделяемая плиткой за t=1с идет на парообразование, можно найти массу пара в 1 с:

Q = mл = N→ ,

здесь л – удельная теплота парообразования при 100о С.

Теперь по уравнению Менделеева-Клапейрона можно найти объем образовавшегося пара

(1).

Так как этот объем равен произведению скорости истечения пара на площадь носика V=vS, то подставляя в (1), имеем искомую скорость

.

Вычисляем

.

За сколько ходов n поршня с рабочим объемом V можно понизить давление в сосуде объемом Vo от атмосферного Po до Рn? Процесс считать изотермическим.

Решение. В начальный момент времени давление в рабочем объеме поршня практически равно нулю. Поршень начинает движение вверх, открывается клапан, рабочий объем поршня соединяется с объемом сосуда, газ занимает объем V+ Vo, давление при этом понижается. Когда поршень идет вниз, рабочий объем изолирован от сосуда и газ удаляется из него. При первом ходе поршня газ расширяется до V+ Vo, давление газа понижается до Р1. Газ расширяется изотермически, поэтому , отсюда давление газа в сосуде станет ; во втором ходе поршня давление еще уменьшится, так как объем вновь увеличится на Vo.

·=. После n ходов давление в сосуде станет равным , отсюда .

Число ходов поршня можно найти логарифмированием:

, или , откуда

.

1. Найти концентрацию молекул кислорода, если в объеме V = 3,2 л содержится m = 20 г газа.

2. Современные вакуумные насосы позволяют понижать давление до Р = 10-12 Па. Какое количество молекул воздуха N содержится в V=1 см3 при температуре t = 47о С?

3. Определить массу одной молекулы воды.

4. Определить давление газа, содержащего N = 1010 молекул и имеющего объем V = 1 см3 при температуре t = 27о С.

5. За один вдох в легкие человека попадает воздух объемом V = 0,5 л. Сколько молекул кислорода содержится в таком объеме воздуха, если доля кислорода в воздухе з = 20,3%.

6. Плотность неизвестного газа с = 0,09 кг/м3 . При этом в V = 100 дм3 содержится N = 2,7·1024 молекул. Какой это газ. Чему равны его удельные теплоемкости сV и сP?

7. Высота Эвереста (Джомолунгмы) — величайшей вершины на Земле 8848 м. Атмосферное давление на этой высоте
Р = 3,2·104 Па. Определить плотность воздуха на вершине пика при температуре t = 0о С. Чему равно число молекул воздуха в единице объема при данных условиях?

8. Капелька воды имеет массу 2·10-10 г. Из скольких молекул она состоит?

9. Радоновые ванны содержат N = 3,6·106 атомов радона на объем воды V = 2. На какое количество молекул воды приходится один атом радона?

10. Какая масса углекислого газа растворена в бутылке с лимонадом объемом V = 1,5 л, если на одну молекулу газа приходится N = 5,56·105 молекул воды?

11. Воздух в комнате нагрели с t1 = 10о С до t2 = 20о С. Какая масса Дm воздуха должна выйти из комнаты, чтобы давление осталось нормальным? Объем комнаты V=60 м3.

Читайте также:  Какой водяной насос для повышения давления воды

12. В баллоне объемом V = 1,5л находится воздух при нормальном давлении. За сколько ходов поршня насоса n, имеющего объем цилиндра V1 = 100 см3, можно понизить давление в баллоне в з = 100 раз?

13. В баллоне объемом V = 15 л находится смесь, содержащая m1 = 54 г водяного пара и m 2 = 10 г водорода. Температура смеси t = 17о С. Определить давление Рсм и молярную массу мсм смеси.

14. Состояние идеального газа массой изменяется в соответствии с законом , где с – известная константа. Определить зависимость давления газа от его объема в этом процессе, если молярная масса м.

15. При аэродинамическом торможении в атмосфере планеты температура внутри автоматического спускаемого аппарата увеличилась от температуры t1 = 10о С до t2 = 60о С. Какую часть массы воздуха необходимо выпустить, чтобы давление не изменилось?

16. По трубе, площадь сечения которой S = 4·10-4 м2, течет углекислый газ (СО2) под давлением P = 4·105 Па при температуре t = 17о С. Найти среднюю скорость v протекания газа по трубе, если через поперечное сечение за время
ф = 20 мин протекает m = 40 кг.

17. Закрытый сосуд объемом V = 20 см3 имеет трещину, через которую каждую секунду проникает N = 105 молекул воздуха. Какое время ф понадобится для наполнения сосуда для нормального давления P = 105 Па, если скорость проникновения молекул не меняется, а начальное давление в сосуде Po = 0? Температура сосуда с газом T = 300 К.

18. При температуре t = 35о С и давлении P = 0,708 МПа плотность некоторого газа с = 12,2 кг/м3. Что это за газ?

19. Баллон вместимостью V = 10 л заполнен углекислым газом при температуре Т = 300 К. Когда часть газа израсходовали, давление в баллоне понизилось на ДР = 400 кПа. Определить массу Дm израсходованного газа. Процесс считать изотермическим.

20. Сколько электронов заключается в V = 1 см3 кислорода () при нормальном давлении и температуре t = 27о С?

21. Сосуд вместимостью V = 80 см3 содержит некоторый газ массой m = 0, 48 г под давлением Р = 100 кПа. Определить среднюю квадратичную скорость vкв> молекул газа.

22. Чему равны средняя квадратичная скорость vкв> и средняя энергия е> поступательного движения молекул кислорода О2, если его масса равна m = 3,2 кг. Газ, занимая объём V = 3,2 м3, производит давление Р = 4⋅105 Па?

23. Один сосуд наполнен гелием, другой точно такой же – кислородом. Температура газов одинакова: t = 23o C. На какое количество градусов ДТ следует изменить температуру газа в одном из сосудов, чтобы средние квадратичные скорости молекул гелия и кислорода сравнялись?

24. Плотность газа в баллоне газонаполненной электрической лампы с = 0,9 кг/м3. При горении лампы давление внутри нее выросло с Р1 = 90 кПа до Р2 = 120 кПа. Найти увеличение при этом средней арифметической скорости молекул?

25. Определить температуру воздуха, при которой средняя квадратичная скорость молекул vкв> больше их наиболее вероятной vв>, на Дv = 200 м/с.

26. Азот (N2) массы m = 28 г находится в закрытом сосуде при температуре Т = 280 К. Какое количество теплоты Q необходимо сообщить азоту, чтобы средняя квадратичная скорость его молекул увеличилась в 1,5 раза?

Источник

Adblock
detector