Opgeloste probleme in basiese fisika

1. Ihanteer gasse in 'n toe houer aanvanklik volume V en druk P. As die finale druk 4P is en die volume konstant gehou word, wat is die ratio van die aanvanklike kinetiese energie met die finale kinetiese energie.

Bekend:

Aanvanklike druk (P₁) = P

Finale druk (P₂) = 4P

Aanvanklike volume (V₁) = v

Finale volume (V₂) = v

Gesoek: Die verhouding van die aanvanklike kinetiese energie tot die finale kinetiese energie (KE₁ :KE₂)

oplossing:

Die verband tussen druk (P), volume (V) en kinetiese energie (KE) van ideale gasse :

Die verhouding van die aanvanklike kinetiese energie tot die finale kinetiese energie:

2. Wat is die gemiddelde translasionele kinetiese energie van molekules in 'n ideale gas by 57^oC.

Bekend:

Temperatuur van gas (T) = 57^oC + 273 = 330 Kelvin

Boltzmannse konstante (k) = 1.38 x 10^-23 Joule/Kelvin

Gesoek: Die gemiddelde translasionele kinetiese energie

oplossing:

Die verband tussen kinetiese energie (KE) en die temperatuur van die gas (T):

Die gemiddelde translasionele kinetiese energie:

3. 'n Gas by 27^oC in 'n geslote houer. As die kinetiese energie van die gas 2 keer die aanvanklike kinetiese energie toeneem, is die finale temperatuur van die gas dus ...

Bekend:

Aanvanklike temperatuur (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

Aanvanklike kinetiese energie =KE

Finale kinetiese energie = 4 KE

Gesoek: Die finale temperatuur (T₂)

oplossing:

4. 'n Ideale gas is in 'n geslote houer, dit word verhit sodat dit finaal is gemiddelde snelheid van gasdeeltjies neem met 3 keer die aanvanklike gemiddelde snelheid toe. As die aanvanklike gastemperatuur is 27^oC, dan is die finale temperatuur van die ideale gas ...

Bekend:

Aanvanklike temperatuur = 27^oC + 273 = 300 Kelvin

Aanvanklike snelheid =v

Eindsnelheid = 2v

Gesoek : Tdie eindtemperatuur van die ideale gas

oplossing:

Die finale gemiddelde snelheid = 2x die aanvanklike gemiddelde snelheid

5. Drie mol gas is in 'n ruimte met 'n volume van 36 liter. Elke gasmolekule het 'n kinetiese energie van 5 x 10^-21 Joule. Universele gaskonstante = 8.315 J/mol.K en Boltzmann se konstante = 1.38 x 10^-23 J/K. Wat is die gasdruk in die houer?

Bekend:

Aantal mol (n) = 3 mol

Volume = 36 liter = 36 dm³ = 36 x 10^-3 m³

Boltzmann se konstante (k) = 1.38 x 10^-23 J / K

Kinetiese energie (KE) = 5 x 10^-21 Joule

Universele gaskonstante (R) = 8.315 J/mol.K

Gesoek Gasdruk (P)

oplossing:

Bereken die temperatuur deur die vergelyking van die kinetiese energie van die gas te gebruik.

Bereken die gasdruk met behulp van die vergelyking van die ideale gaswet (in aantal mol, n):

PV = n RT

P (36 x 10^-3) = (3)(8.315)(241.5)

P (36 x 10^-3) = 6024.22

Die gasdruk is 1.67 x 10⁵ Pascal of 1.67 atmosfere.

Lees meer

1. Ekhanteer gasse in 'n toe houer aanvanklik volume V en temperatuur V. Die finale temperatuur is 5/4T en die finale druk is 2P. Wat is die finale volume van die gas?

Bekend:

Aanvanklike volume (V₁) = v

Aanvanklike temperatuur (T₁) = T

Finale temperatuur (T₂) = 5/4 T

Aanvanklike druk (P₁) = P

Finale druk (P₂) = 2P

Gesoek: Finale volume (V₂)

oplossing:

2. Bepaal die volume van 2.00 moles van gasse (ideale gas) by STP. STP = Standaardtemperatuur en -druk.

Bekend:

Mol gas (n) = 2 moles

Standaardtemperatuur (T) = 0 ^oC = 0 + 273 = 273 Kelvin

Standaarddruk (P) = 1 atm = 1.013 x 10⁵ Pa

Universele gaskonstante (R) = 8.315 Joules/moleKelvin

Gesoek Volume van gasse (V)

oplossing:

Vergelyking van Ideale gaswet (in die aantal mol, n)

Die volume van 2 mol gasse is 44.8 liter.

Die volume van 1 mol gasse is 45.4 liter / 2 = 22.4 liter.

Die volume van 1 mol van enige gas is 22.4 liter.

3. 4 liter suurstofgas het 'n temperatuur van 27°C en 'n druk van 2 atm (1 atm = 10⁵ Pa) in 'n geslote houer. Universele gaskonstante (R) = 8.314 J.mole^-1.K^-1 en Avogadro se getal (N_A) = 6.02 x 10²³ molekules/moleWat is die molekules van suurstofgasse in die houer?

Bekend:

Volume van gasse (V) = 4 liter = 4 dm³ = 4 x 10^-3 m³

Temperatuur van gasse (T) = 27^oC = 27 + 273 = 300 Kelvin

Druk van gasse (P) = 2 atm = 2 x 10⁵ Pa

Universele gaskonstante (R) = 8.314 J.mole^-1.K^-1

Avogadro se getal (N_A) = 6.02 x 10²³

Gesoek Wat is die molekules van suurstofgasse in die houer (N)?

oplossing:

In 1 mol suurstofgas is daar 1.93 x 10²³ suurstofmolekules.

4. 'n Houer wat 'n neongas (Ne, atoommassa = 20 u) by standaardtemperatuur en -druk (STP) bevat.) het 'n volume van 2 m³Bepaal die massa van neongas!

Bekend:

Atoommassa van neon = 20 gram/mole = 0,02 kg/mole

Standaard temperatuur (T) = 0^oC = 273 Kelvin

Standaarddruk (P) = 1 atm = 1.013 x 10⁵ Pascal

Volume (V) = 2 m³

Gesoek : massa (M) van neongas

oplossing:

By standaardtemperatuur en -druk (STP), 1 mole van enige gasse, sluit neongas in, volume hê 22.4 liters = 22.4 XNUMX dm³ = 0.0448 m³.

In die volume van 2 m³, Daar is 44.6 mol neongas.

Die relatiewe atoommassa van neongas is 20 gram/mol.

Dit beteken dat daar in 1 mol 20 gram of 0.02 kg neongas is. Omdat daar in 1 mol 0.02 kg neongas is, is daar in 44.6 mol 44.6 mol x 0.02 kg/mol = 0.892 kg = 892 gram neongas.

Lees meer

1. Itransaksiegasse het aanvanklik druk P en temperatuur T. Die gas ondergaan die isochoriese proses sodat die finale druk 4 keer die aanvanklike druk word. Wat is die finale temperatuur van die gas?

Bekend:

Aanvanklike druk (P₁) = P

Finale druk (P₂) = 4P

Aanvanklike temperatuur (T₁) = T

Gesoek: Finale temperatuur (T₂)

oplossing:

Die formule van Gay-Lussac se wet :

Die finale temperatuur word 4 keer die aanvanklike temperatuur.

2. In 'n geslote houer het ideale gasse aanvanklik 'n temperatuur van 27^oC. Indien Die finale druk word 2 keer die aanvanklike druk, wat is die finale temperatuur?

Bekend:

Aanvanklike druk (P₁) = P

Finale druk (P₂) = 2P

Aanvanklike temperatuur (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

Gesoek: Finale temperatuur (T₂)

oplossing:

3. 'n Band word gevul tot 'n meterdruk van 2 atm teen 27°C. Na 'n rit styg die temperatuur binne die band tot 47°C. Wat is die druk binne die band nou?

Bekend:

Die atmosferiese druk = 1 atm = 1 x 10⁵ Pa

Die aanvanklike maatdruk = 2 atm = 2 x 10⁵ Pa

Die aanvanklike absolute druk (P₁) = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x 10⁵ Pa

Die aanvanklike temperatuur (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

Die finale temperatuur (T₁) = 47^oC + 273 = 320 K

Gesoek: Die finale meettemperatuur

oplossing:

Die finale meetdruk = finale absolute druk – atmosferiese druk

Die finale meetdruk = 3.2 atm – 1 atm

Die finale meetdruk = 2.2 atm

Lees meer

1. In 'n geslote houer sit die gas uit sodat die finale volume 3 keer die aanvanklike volume word (V = aanvanklike volume, T = aanvanklike volume). temperatuur). Wat is die finale temperatuur?

Bekend:

Aanvanklike volume (V₁) = v

Finale volume (V₂) = 3V

Aanvanklike temperatuur (T₁) = T

Gesoek: Finale temperatuur (T₂)

oplossing:

Die formule van Charles se wet :

Die finale temperatuur van gasse word 3 keer die aanvanklike temperatuur.

2. EkDeurlopende gasse het aanvanklik volume V en temperatuur T. As die gas die isobariese proses sodat die temperatuur 2 keer die aanvanklike temperatuur word, dan is die finale volume gasse ...

Bekend:

Aanvanklike volume (V₁) = v

Aanvanklike temperatuur (T₁) = T

Finale temperatuur (T₂) = 2T

Gesoek: finale volume (V₂)

oplossing:

Die finale volume gasse word 2 keer die aanvanklike volume.

3. In 'n geslote houer het ideale gasse aanvanklik 'n volume van 2 liter en 'n temperatuur van 27^oC. As die finale volume gasse 3 liter word, dan is die finale temperatuur…

Bekend:

Aanvanklike volume (V₁) = 2 liter = 2 dm³ = 2 x 10^-3 m³

Finale volume (V₂) = 3 liter = 3 dm³ = 3 x 10^-3 m³

Aanvanklike temperatuur (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

Gesoek: Finale temperatuur (T₂)

oplossing:

Die finale temperatuur is 177^oC of 177 + 273 = 450 Kelvin.

Lees meer

1. Sommige ideale gasse het aanvanklik druk P en volume V. Indien die gas ondergaan isotermiese proses sodat die finale druk 4 keer die aanvanklike druk word, dan is die finale volume gas…

Bekend:

Aanvanklike druk (P₁) = P

Finale druk (P₂) = 4P

Aanvanklike volume (V₁) = v

Gesoek: Finale volume (V₂)

oplossing:

Die formule van Boyle se wet :

PV = konstante

P₁ V₁ = P₂ V₂

(P)(V) = (4P)(V₂)

V = 4 V₂

V₂ = V / 4 = ¼ V

Die finale volume van gasse is ¼ keer die aanvanklike volume.

2. In 'n geslote houer sit die gas uit sodat die finale volume word 2 keer die aanvanklike volume (V = aanvanklike volume, P = aanvanklike druk). Die finale druk van gasse is…

Bekend:

Aanvanklike druk (P₁) = P

Aanvanklike volume (V₁) = v

Finale volume (V₂) = 2V

Gesoek : Finale druk (P₂)

oplossing:

P₁ V₁ = P₂ V₂

PV = P₂ (2V)

P = P₂ (2)

P₂ = P / 2 = ½ P

Die gasdruk word ½ keer die aanvanklike druk.

3. In 'n geslote houer, gasse met 'n druk van 2 atm en 'n volume van 1 liter. As die gasdruk 4 atm word, word die gasvolume...

Bekend:

Aanvanklike druk (P₁) = 2 atm = 2 x 10⁵ Pa

Finale druk (P₂) = 4 atm = 4 x 10⁵ Pa

Aanvanklike volume (V₁) = 1 liter = 1 dm³ = 1 x 10^-3 m³

Gesoek : Finale volume (V₂)

oplossing:

P₁ V₁ = P₂ V₂

(X 2 10⁵)(1 x 10^-3) = (4 x 10⁵) V₂

(1)(1 x 10^-3) = (2) V₂

X 1 10^-3 = (2) V₂

V₂ = ½ x 10^-3

V₂ = 0.5 x 10^-3 m³ = 0.5 XNUMX dm³ = 0.5 liters

Lees meer

1. Drie kapasitors, C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 4 μF, is in serie en parallel gekoppelBepaal die kapasitansie van 'n enkele kapasitor wat dieselfde effek as die kombinasie sal hê.

Bekend:

Kapasitor C₁ = 2 μF

Kapasitor C₂ = 4 μF

Kapasitor C₃ = 4 μF

Gesoek: Die ekwivalente kapasitansie (C)

oplossing:

Kapasitor C₂ en C₃ parallel gekoppel. Die ekwivalente kapasitansie:

C_P = C₂ +C₃ = 4 + 4 = 8 μF

Kapasitor C₁ en C_p in serie gekoppel. Die ekwivalente kapasitansie:

1/C = 1/C₁ + 1/C_P = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8

C = 8/5 μF

2. Vyf kapasitors, C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 6 μF, C₄ = 5 μF, C₅ = 10 μF, is in serie en parallel gekoppel. Bepaal die kapasitansie van 'n enkele kapasitor wat dieselfde effek as die kombinasie sal hê.

Bekend:

Kapasitor C₁ = 2 μF

Kapasitor C₂ = 4 μF

Kapasitor C₃ = 6 μF

Kapasitor C₄ = 5 μF

Kapasitor C₅ = 10 μF

Gesoek: Die ekwivalente kapasitansie (C)

oplossing:

Kapasitor C₂ en C₃ word parallel gekoppel. Die ekwivalente kapasitansie:

C_P = C₂ +C₃

C_P = 4 + 6

C_P = 10 μF

Kapasitor C₁, C_P, C₄ en C₅ word in serie gekoppel. Die ekwivalente kapasitansie:

1/C = 1/C₁ + 1/C_P + 1/C₄ + 1/C₅

1/C = 1/2 + 1/10 + 1/5 + 1/10

1/C = 5/10 + 1/10 + 2/10 +1/10

1/C = 9/10

C = 10/9 μF

3. C₁ = 3 μF, C₂ = 4 μF en C₃ = 3 μF, is in serie en parallel gekoppel. Bepaal die elektriese energie op die stroombane.

Bekend:

Kapasitor C₁ = 3 μF

Kapasitor C₂ = 4 μF

Kapasitor C₃ = 3 μF

Gesoek: Die ekwivalente kapasitansie (C)

oplossing:

Kapasitor C₂ en C₃ word parallel gekoppel. Die ekwivalente kapasitansie:

C_P = C₂ +C₃

C_P = 4+ 3

C_P = 7 μF

Kapasitor C₁ en C_P word in serie gekoppel. Die ekwivalente kapasitansie:

1/C = 1/C₁ + 1/C_P

1/C = 1/3 + 1/7

1/C = 7/21 + 3/21

1/C = 10/21

C = 21/10

C = 2.1 μF

C = 2.1 x 10^-6 F

Die elektriese energie op die stroombane:

E = ½ CV²

E = ½ (X 2.1 10^-6) (12²)

E = ½ (2.1 x 10^-6) (144)

E = (2.1 x 10^-6) (72)

E = 151.2 x 10^-6 Joule

E = 1.5 x 10^-4 Joule

Lees meer

1. Vier kapasitors, C₁ = 2 μF, C₂ = 1 μF, C₃ = 3 μF, C₄ = 4 μF, is gekoppel in reeksBepaal die kapasitansie van 'n enkele kapasitor wat dieselfde effek as die kombinasie sal hê.

Bekend:

Kapasitor C₁ = 2 μF

Kapasitor C₂ = 1 μF

Kapasitor C₃ = 3 μF

Kapasitor C₃ = 4 μF

Gesoek: Die ekwivalente kapasitansie

oplossing:

Die ekwivalente kapasitansie:

1/C = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃ + 1/C₄

1 / C = 1/2 + 1/1 + 1/3 +1/4

1 / C = 6/12 + 12/12 + 4/12 +3/12

1 / C = 25 / 12

C = 12 / 25

C = 0.48

Die ekwivalente kapasitansie van die hele kombinasie is 0.48 μF.

2. Bepaal die lading op kondensator C₁ indien die moontlike verskil tussen P en Q is 12 Volt…

Bekend:

Kapasitor C₁ = 10 μF= 1X 0 10^-6 F

Kapasitor C₂ = 20 μF= 2X 0 10^-6 F

Potensiaalverskil (V) = 12 volt

Gesoek: die lading op kondensator C₁ (Q₁)

oplossing:

Die ekwivalente kapasitansie:

1/C = 1/C₁ + 1/C₂

1/C = 1/10 + 1/20 = 2/20 + 1/20 = 3/20

C = 20/3 μF = (20/3) x 10^-6 F

Elektriese lading op die ekwivalente kapasitor:

Q = (C)(V) = (20/3)(12)(10^-6) = 80 x 10^-6 C

Q = 80 μC

Kondensators word in serie gekoppel sodat elektriese lading op die ekwivalente kapasitors = elektriese lading op kapasitors C₁ = elektriese lading op kondensator C₂.

Die elektriese lading op die kapasitor C₁ is 80 μC.

3. Twee kapasitors, C₁ = 2 μF en C₂ = 4 μF, word in serie gekoppel. Die kapasitors word gelaai. Die potensiaalverskil op kapasitor C₁ is 2 Volt. Die elektriese lading op kondensator C₂ is ...

Bekend:

CWatercitor C₁ = 2 μF = 2 x 10^-6 F

CWatercitor C₂ = 4 μF = 4 x 10^-6 F

Die potensiaalverskil op kondensators C₁ (V₁) = 2 Volt

Gesoek : Elektriese lading op kondensator C₂.

oplossing:

Elektriese lading op kondensator C₁ :

Q₁ = C₁ V₁ = (2 x 10^-6)(2) = 4 x 10^-6 C

Q₁ = 4 μC

Kondensators word in serie gekoppel sodat die elektriese lading op die kondensator C₁ = elektriese lading op kondensator C₂.

Die lading op die kapasitor C₂ is 4 μC.

Lees meer

1. Oond kapasitore, C₁ = 2 μF, C₂ = 1 μF, C₃ = 3 μF, C₄ = 4 μF, is parallel gekoppel. Bepaal die kapasitansie van 'n enkele kapasitor wat dieselfde effek as die kombinasie sal hê.

Bekend:

Kapasitor C₁ = 2 μF

Kapasitor C₂ = 1 μF

Kapasitor C₃ = 3 μF

Kapasitor C₃ = 4 μF

Gesoek: Die ekwivalente kapasitansie

oplossing:

Die ekwivalente kapasitansie:

C = C₁ +C₂ +C₃

C = 4 μF+2 μF+3 μF = 9 μF

Die ekwivalente kapasitansie van die hele kombinasie is 9 μF.

2. Bepaal die beheer op kondensator C₂ indien die moontlike verskil tussen punt A en B is 9 Volt…

Bekend:

CWatercitor C₁ = 20 μF = 20 x 10^-6 F

CWatercitor C₂ = 30 μF = 30 x 10^-6 F

Potensiële verskil tussen punte A en B (V_AB) = 9 Volt

Gesoek : die lading op die kapasitor C₂ (Q₂)

oplossing:

Potensiële verskil:

Kondensators word parallel gekoppel sodat die potensiaalverskil tussen A en B (V_AB) = die potensiaalverskil op kondensator C₁ (V₁) = die potensiaalverskil op kondensator C₂ (V₂) = 9 Volt.

Elektriese lading op kondensator C₂ :

Q₂ = C₂ V₂ = (30 x 10^-6)(9) = 270 x 10^-6 C

Q₂ = 270 μC

Die elektriese lading op die kapasitor C₂ is 270 μC.

3. Drie kapasitors, C₁ = 4 μF, C₂ = 2 μF, C₃ = 3 μF, is parallel gekoppel. Die kapasitors is gelaai. Die potensiaalverskil op kapasitors C₂ is 4 Volt. Bepaal

(a) Elektriese lading op kondensator C₁, C₂ en C₃

(b) Elektriese lading op die ekwivalente kapasitor van die hele kombinasie

Bekend:

CWatercitor C₁ = 4 μF = 4 x 10^-6 F

Ckapasitor C₂ = 2 μF = 2 x 10^-6 F

Ckapasitor C₃ = 3 μF = 3 x 10^-6 F

Potensiaalverskil op kondensator C₂ (V₂) = 4 Volt

Gesoek : Elektriese lading op kondensator C₃ (Q₃)

oplossing:

(A) Elektriese lading op kondensator C₃

Die potensiaalverskil op kondensators C₃ :

Kondensators word parallel gekoppel sodat die potensiaalverskil op die kondensator C₃ (V₃) = die potensiaalverskil op die kapasitor C₂ (V₂) = die potensiaalverskil op die kapasitor C₁ (V₁) = die potensiaalverskil op ekwivalente kapasitor (V) = 4 Volt

Elektriese lading op kondensator C₁ :

Q₁ = C₁ V₁ = (4 x 10^-6)(4) = 16 x 10^-6 C

Q₁ = 16 μC

Elektriese lading op kondensator C₂ :

Q₂ = C₂ V₂ = (2 x 10^-6)(4) = 8 x 10^-6 C

Q₂ = 8 μC

Elektriese lading op kondensator C₃ :

Q₃ = C₃ V₃ = (3 x 10^-6)(4) = 12 x 10^-6 C

Q₃ = 12 μC

(B) Elektriese lading op ekwivalente kapasitor

Q = Q₁ + V₂ + V₃

Q = 16 μC+8 μC+12 μC = 36 μC

Alternatiewe oplossing:

Die ekwivalente kapasitansie:

C = C₁ +C₂ +C₃

C = 4 μF+2 μF+3 μF = 9 μF

C = 9 x 10^-6 F

Die potensiaalverskil op die ekwivalente kapasitor:

V₁ =V₂ =V₃ = V = 4 Volt

Die elektriese lading op die ekwivalente kapasitor:

Q = CV = (9 x 10^-6)(4) = 36 x 10^-6 C

Q = 36 μC

Lees meer