Домашнее задание № 01 (МКТ. Газовые законы)

Домашнее задание № 01 (МКТ. Газовые законы)

10 класс, 2016-2017 уч.г.

1. Какое давление создаёт азот массы 1 кг в объёме 1 м3 при температуре 27 °С?

2. Какой объём занимали бы вы сейчас, если б вы были азотом?

3. Объём некоторой массы идеального газа при нагревании на 1 К при постоянном давлении увеличился на 1/335 своего первоначального значения. При какой температуре находился газ вначале?

4. При нагревании газа при постоянном объёме на 1 К давление увеличилось на 0,2 %. При какой начальной температуре находился газ?

5. При включении духовки температура внутри неё поднялась с t1 = 27 °С до t2 = 127 °C. Какая часть молекул воздуха покинула духовку при этом?

6. Температура комнаты была t1 = 10 °С. После того как печь натопили, температура в комнате поднялась до t2 = 20 °С. Объём комнаты V = 50 м3, давление в ней P = 97 кПа. На сколько изменилась масса воздуха, находящегося в комнате? Молярная масса воздуха µ = 29 г/моль.

7. В земной атмосфере на высоте 120 км температура +59 °С. Вблизи этой высоты при подъёме на 1 км давление падает на 7%, а плотность — на 12%. Определить температуру на высоте 121 км.

8. Плотность земной атмосферы на высоте 150 км равна 1,77× 10^-9 кг/м3. Вблизи этой высоты при подъёме на 1 км давление падает на 4%, а абсолютная температура растёт на 2%. Определить плотность на высоте 151 км.

9. Два моля гелия при постоянном давлении 10 атм охлаждаются на 1 К, так что относительное уменьшение объёма газа DV/V0 составляет 0,25%. 1) На сколько литров уменьшился объём газа? 2) Найти начальную температуру газа.

10. Моль гелия при постоянном объёме 200л охладили так, что относительное уменьшение его давления ΔP/P составило 0,2%. 1) На сколько атмосфер уменьшилось давление газа? 2) Какова была начальная температура газа?

11. Некоторая масса газа занимает объём V1 при давлении P1 и температуре T1. Затем газ при постоянном объёме нагревают до температуры T2 = 2T1 после этого происходит расширение газа при постоянном давлении до объёма V2 = 4V1. Из получившегося состояния газ возвращают в начальное (P1,V1,T1), причём так, что во время этого процесса PVⁿ = const. Определить показатель степени n.

12. Из баллона со сжатым газом израсходовали часть газа. Известно, что давление в баллоне уменьшилось в 3 раза, отношение начальной и конечной масс баллона с газом равно 5/4, отношение начальной и конечной температур (по шкале Кельвина) равно 11/10. Какую часть от начальной массы баллона с газом составляет начальная масса газа?

13. Из баллона со сжатым газом выпустили часть газа. В результате давление в баллоне уменьшилось в 3 раза, отношение начальной и конечной масс баллона с газом равно 5/4, отношение начальной и конечной температур (по шкале Кельвина) равно 11/10. Какую часть от начальной массы баллона с газом составляет масса корпуса баллона?

14. Некоторая масса водорода занимает объём V = 10 дм3 при давлении P = 10⁷ Па и температуре t = 20°. Какая масса водорода израсходована, если при сжигании оставшегося водорода образовалось 0,5 Дм³ воды?

15. По газопроводной трубе идёт углекислый газ при давлении P = 4×10⁵ Па и температуре t = 7 °С. Какова средняя скорость движения газа в трубе, если за время т = 10 мин протекает масса m = 2 кг углекислого газа? Площадь сечения трубы S = 5 см2.

16. По магистральному газопроводу с диаметром труб 1020 мм подаётся смесь горючих газов под давлением 10 атм. Скорость движения газов в трубе 10 м/с, температура 17⁰С, средняя молярная масса смеси 44 г/моль. Какая масса газа перекачивается по газопроводу за 1 год?

17. При расширении идеального газа его давление менятеся линейно с изменением объёма по закону P=αV, где α — некоторая постоянная. Во сколько раз изменяется объём газа при увеличении температуры от 200 до 400 К.

18. В тепловом процессе объём идеального газа изменяется линейно с давлением по закону V = βP, где β — некоторая постоянная. Во сколько раз изменяется давление газа при уменьшении температуры от 450 К до 200 К.

19. Для заполнения лазерных трубок используется смесь ксенона и гелия в молярном отношении 1:9 при Po = 10 мм.рт.ст. Имеется баллон ксенона объёма V1= 200 мм.рт. ст. Сколько баллонов гелия потребуется для полного использования ксенона, если гелий имеется в баллонах объёма V2 = 2л с давлением P2 = 50 мм.рт. ст.

20. Лазерные трубки объёма V0 = 60 см3 должны заполняться смесью гелия и неона в молярном отношении 5:1 при общем давлении Р0 = 6 мм рт. ст. Имеется по баллону этих газов каждый объёма V = 2 л. Давление в баллоне гелия Р1 = 50 мм рт. ст., неона — Р2 = 200 мм рт. ст. Какое число трубок можно заполнить?

21. Два баллона с объёмами V1 = 10 дм3 и V2 = 20 дм3 соединены тонкой трубкой и содержат n = 6 моль водорода. Первый баллон находится при температуре 11 = 27 °С. Какую температуру имеет второй баллон, если известно, что в нём содержится m = 9 г водорода?

22. Два соединённых тонкой трубкой баллона с объёмами V1 = 6 дм3 и V2 = 12 дм3 содержат некоторое количество азота. Первый баллон имеет неизменную температуру t1 = 0 °С. До какой температуры надо нагреть второй баллон для того, чтобы в нём осталась только 1/3 общего количества азота?

23. Определить плотность смеси, содержащей 4 г водорода и 32 г кислорода при температуре 7 ⁰С и общем давлении 10⁵ Па.

24. Плотность газа, состоящего из смеси гелия и аргона, при давлении 152 кПа и температуре 27 ⁰С равна 2 кг/м3. Сколько атомов гелия содержится в 1 см3 газовой смеси?

25. В сосуде находится смесь газов — гелия и кислорода. При температуре t = —2 °С и давлении Р = 0,9 атм плотность этой смеси r = 0,44 кг/м3. Каким станет давление в сосуде, если из него удалить половину молекул кислорода?

26. Смесь гелия и кислорода имеет при давлении Р = 10⁵ Па и температуре T = 300 К плотность р = 1 кг/м3. Какой станет при том же объёме плотность смеси, если из неё удалить две трети молекул кислорода?

27. Смесь гелия и азота имеет при давлении Р = 10⁵ Па и температуре T = 300 К плотность r = 0,64 кг/м3. Какую часть азота нужно удалить из смеси, чтобы её плотность при том же объёме уменьшилась вдвое?

Ответы

1. 89 кПа.

2. ---

3. 335 К.

4. 500 К.

5. ¼.

6. 2 кг.

7. 78 ⁰С

8. 1,66×10^-9 кг/м³.

9. 0,0166 л., 400 К.

10. 4,15×10^-4 атм, 500 К.

11. -1/2.

12. 6/19.

13. 7/9.

14. 5,6 г.

15. 0,44 м/с.

16. 4,7×10⁶ т.

17. .

18. 1,5.

19. 18.

20. 3.

21. -73 ⁰С.

22. 819 ⁰С.

23. 0,5 кг/м³.

24. 7,3×10¹⁸.

25. 0,8 атм.

26. 0,36 кг/м³.

27. 4/7.