Меню

В закрытом сосуде постоянного объема под давлением 167 кпа

—>Решение задач по химии —>

Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии. Учебное пособие для вузов / Под ред. В. А. Рабиновича и Х. М. Рубиной. – 23-е изд., исправленное – Л.: Химия, 1985. – 264 с., ил.

Задачи 28-40

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

29. Давление газа, занимающего объем 2,5 л, равно 121,6 кПа (912 мм рт. ст.). Чему будет равно давление, если, не изменяя температуры, сжать газ до объема в 1 л? Решение

30. На сколько градусов надо нагреть газ, находящийся в закрытом сосуде при 0 °С, чтобы давление его увеличилось вдвое? Решение

31. При 27 °С и давлении 720 мм рт. ст. объем газа равен 5 л. Какой объем займет это же количество газа при 39 °С и давлении 104 кПа? Решение

32. При 7 °С давление газа в закрытом сосуде равно 96,0 кПа. Каким станет давление, если охладить сосуд до -33 °С? Решение

33. При нормальных условиях 1 г воздуха занимает объем 773 мл. Какой объем займет та же масса воздуха при 0 °С и давлении, равном 93,3 кПа (700 мм рт. ст.)? Решение

34. Давление газа в закрытом сосуде при 12 °С равно 100 кПа (750 мм рт. ст.). Каким станет давление газа, если нагреть сосуд до 30 °С? Решение

35. В стальном баллоне вместимостью 12 л находится при 0 °С кислород под давлением 15,2 МПа. Какой объем кислорода, находящегося при нормальных условиях, можно получить из такого баллона? Решение

36. Температура азота, находящегося в стальном баллоне под давлением 12,5 МПа, равна 17 °С. Предельное давление для баллона 20,3 МПа. При какой температуре давление азота достигнет предельного значения? Решение

37. При давлении 98,7 кПа и температуре 91 °С некоторое количество газа занимает объем 680 мл. Найти объем газа при нормальных условиях. Решение

38. При взаимодействии 1,28 г металла с водой выделилось 380 мл водорода, измеренного при 21 °С и давлении 104,5 кПа (784 мм рт. ст.). Найти эквивалентную массу металла. Решение c ключом

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 c ключом

Читайте также:  Давление и температура для полипропилена

40. Какие значения температуры и давления соответствуют нормальным условиям для газов: а) t=25 °С, P=760 мм рт. ст.; б) t=0 °С, P=1,013·10 5 Па; в) t=0 °С, P=760 мм рт. ст.? Решение

Источник

Упражнение 13

Решение упражнений к учебнику Г.Я.Мякишева, Б.Б.Буховцева

1. Компрессор, обеспечивающий работу отбойных молотков, засасывает из атмосферы воздух объемом V = 100 л в 1 с. Сколько отбойных молотков может работать от этого компрессора, если для каждого молотка необходимо обеспечить подачу воздуха объемом V1 = 100 см3 в 1 с при давлении р = 5 МПа? Атмосферное давление р0 = 100 кПа.

2. Постройте изотермы для водорода массой 2 г при 0 °С в координатах р, V; V, Т и р, Т.

3. Определите температуру газа, находящегося в закрытом сосуде, если давление газа увеличивается на 0,4% от первоначального давления при нагревании на 1 К.

4. Чему равен объем идеального газа в количестве одного моля при нормальных условиях?

5. Определите массу воздуха в классе, где вы занимаетесь, при температуре 20 °С и нормальном атмосферном давлении. Молярную массу воздуха принять равной 0,029 кг/моль.

6. В баллоне вместимостью 0,03 м3 находится газ под давлением 1,35 • 106 Па при температуре 455 °С. Какой объем занимал бы этот газ при нормальных условиях (t0 = 0 °С, р = 101 325 Па)?

7. Высота пика Ленина на Памире равна 7134 м. Атмосферное давление на этой высоте равно 3,8 • 104 Па. Определите плотность воздуха на вершине пика при температуре 0 °С, если плотность воздуха при нормальных условиях 1,29 кг/м3.

8. На рисунке 10.5 дан график изменения состояния идеального газа в координатах V, Т. Представьте этот процесс на графиках в координатах р, V и р, Т.

9. Выразите среднюю квадратичную скорость молекулы через универсальную газовую постоянную и молярную массу.

10. При переходе газа определенной массы из одного состояния в другое его давление уменьшается, а температура увеличивается. Как изменяется его объем?

Источник

Влажность. Водяной пар

В начальный момент времени газ имел давление \(p=15\cdot10^4\) Па при \(t = 100 ^<\circ>C\) . Затем газ изотермически сжали в \(k = 4\) раз. В результате давление газа увеличилось в 2 раза. Определите относительную влажность в начальный момент времени. Потерями вещества пренебречь. Ответ дайте в процентах.

Давление насыщенного водяного пара при 100 \(^<\circ>C\) равно \(10^5\) Па.
Так как объем умеьшился в 4 раза, а давление увеличилось только в 2 раза, то это означает, что часть пара сконденсировалось и пар стал насыщенным, то есть \[p_<\text<вод пар>>=p_<\text<нас.пар>>=100\text< кПа>\] Где \(p_<\text<вод.п.>>\) – давление водяных паров, \(p_<\text<нас.п.>>\) – давление насыщенных паров. Суммарное конечное давление равно \[p_2=2p_1=300 \text< кПа>\] Закон Дальтона (давление смеси равно сумме парциальных давлений компонентов): \[p_<\text<см>>=p_1+p_2+\dots+p_n\] \[p_<\text<см>>=p_<\text<возд>>+p_<\text<вод.пар>>\] \[p_<\text<возд>>=p_<\text<см>>-p_<\text<вод.пар>>=400\text< кПа>-100\text< кПа>=300 \text<кПа>\] Давление воздуха подчиняется изотермическому процессу (так как масса воздуха не меняется), значит в начальный момент давление воздуха было в 4 раза меньше: \[p_<0\text<возд>>=\frac<300\cdot10^3><4>=75 \text< кПа>\] \[p_<\text<см>>=p_<\text<возд>>+p_<\text<вод.пар>>\] \[p_<0\text<вод.пар>>=p_<0\text<см>>-p_<0\text<возд>>=150\text< кПа>-75\text< кПа>=75 \text< кПа>\]
Влажность воздуха: \[\varphi=\frac>>>>\] \[\varphi=\frac<75\text< кПа>><100\text< кПа>>=0,75=75\%\]

Читайте также:  Получение заготовки при литье под давлением

В сосуде объёмом 3 л при температуре +70 \(^<\circ>\) С находится смесь воздуха с водяными парами. Давление в сосуде равно 99,2 кПа, относительная влажность воздуха 50 \(\%\) . Давление насыщенного водяного пара при данной температуре равно 31,1 кПа. Какое количество воздуха находится в сосуде? Ответ выразите в миллимолях и округлите до целого числа.

Влажность воздуха: \[\varphi=\dfrac>>>> \; \; \; \Rightarrow \; \; \; p_<\text<вод.пар>>=\varphi \cdot p_<\text<нас.пар>>\] где \(p_<\text<вод.п.>>\) — давление водяных паров, \(p_<\text<н.п.>>\) — давление насыщенных паров. \[p_<\text<вод.пар>>=0,5\cdot31,1\text< кПа>=15,55 \text< кПа>\] По закону Дальтона, давление смеси равно сумме парциальных давлений компонентов: \[p_<\text<см>>=p_1+p_2+\dots+p_n\] \[p_<\text<см>>=p_<\text<возд>>+p_<\text<вод.пар>> \; \; \; \Rightarrow \; \; \; p_<\text<возд>>=p_<\text<см>>-p_<\text<вод.пар>>\] \[p_<\text<возд>>=99,2\text< кПа>-15,55\text< кПа>=83,65 \text<кПа>\] Запишем уравнение Менделеева – Клапейрона для воздуха: \[p_<\text<возд>>V=\nu RT\] где \(V\) — объем газа, \(\nu\) — количество вещества, \(R\) — универсальная газовая постоянная, \(T\) — температура газа в Кельвинах.
Вырразим количесвто веещества: \[\nu=\dfrac>V>\] \[\nu=\dfrac<83,65\cdot10^3\text< Па>\cdot3\cdot10^<-3>\text< м>^3><8,31\text< Дж/(моль$\cdot$К)>\cdot(70+273)\text< К>> \approx 88 \text< ммоль>\]

В большом сосуде с жёсткими стенками, закрытом подвижным поршнем, находятся воздух и насыщенный водяной пар при температуре 100 \(^<\circ>\) С. Давление в сосуде равно 150 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 этих двух газов: \[p=p_1+p_2\] Так как водяной пар насыщенный, то его давление при 100 \(^<\circ>\) С равно 100 кПа: \(p_1\) = 100 кПа.
Тогда давление воздуха равно: \[p_2=150\text< кПа>-100\text< кПа>=50\text< кПа>\] Половина водяного пара сконденисровалась, это означает, что объем уменьшили в 2 раза.
Давление водяных паров не изменилось, так как пар насыщенный.
Давление воздуха увеличилось в 2 раза, потому что объем уменьшился в 2 раза, температура не меняется.
Таким образом, давление в конечном сосстоянии в сосуде: \[p=p_1+p’_2\] \[p =100\text< кПа>+50\text< кПа>\cdot2=200 \text< кПа>\]

Читайте также:  После быстрой ходьбы повышается давление

В закрытом сосуде находится 4 г водяного пара под давлением 50 кПа и при температуре 100 \(^<\circ>\) С. Не изменяя температуры, объём сосуда уменьшили в 4 раза. Найдите массу образовавшейся при этом воды. Ответ приведите в граммах.

Влажность воздуха: \[\varphi=\dfrac>>>>\] где \(p_<\text<вод.п.>>\) — давление водяных паров, \(p_<\text<нас.п.>>\) — давление насыщенных паров.
Давление насыщенного водяного пара при 100 \(^<\circ>\) С равно 10 \(^5\) Па.
Так как объем умеьшился в 4 раза, а максимальное давление \(10^5\) Па (100 кПа), то давление может увеличиться только в 2 раза.
Запишем уравнение Менделеева – Клапейрона для водяного пара: \[p_<\text<вод.пар>>V=\dfrac <\mu>RT\] где \(\mu\) — молярная масса газа, \(V\) — объем газа, \(m\) — масса пара, \(R\) — универсальная газовая постоянная, \(T\) — температура пара в Кельвинах.
Из закона видно, что для уменьшения объема в 4 раза (так как давление увеличится в 2 раза) необходимо уменьшение массы водяного пара в 2 раза (то есть половина водяного пара сконденсируется): \[m_<\text<вод>>=\dfrac>><2>=2\text< г>\]

В сосуде под поршнем находится 3г водяного пара под давлением 25 кПа при температуре 100 \(^\circ\) С. Объем сосуда изотермически уменьшили в 3 раза, найдите массу образовавшейся воды. Ответ дайте в граммах.

Давление насыщенных паров при 100 \(^\circ\) С равно 100кПа. Найдем влажность пара в сосуде по формуле: \[\phi=\dfrac

>100\%\] где \(p\) — давление газа, \(p_\text< н.п.>\) — давление насыщенных паров при данной температуре.
Так как объем сосуда изотермически уменьшили, то по закону Бойля – Мариотта: \(pV=const\) , где \(V\) объем газа.
А значи, при уменьшении объема в 3 раза, давление возрастает в 3 раза.
Тогда влажность равна: \[\varphi=\dfrac<3\cdot 25\text< кПа>><100\text< кПа>>\cdot100\%=75\%\] Так как влажность меньше 100% то водяные пары не будут конденсироваться, а значит масса водяного пара не будет увеличиваться.

Источник

Adblock
detector