أمثلة على أسئلة حول النظرية الحركية للغازات

19 مثالاً على النظرية الحركية للغازات

1. غاز مثالي في وعاء مغلق يكون ضغطه الابتدائي P وحجمه V. إذا زاد ضغط الغاز إلى أربعة أضعاف ضغطه الأصلي وبقي حجمه ثابتًا، فإن نسبة الطاقة الحركية الابتدائية إلى الطاقة الحركية النهائية للغاز هي...
مناقشة
معروف :
الضغط الأولي (P)₁) = P
الضغط النهائي (P)₂) = 4P
الحجم الأولي (V)₁) = ف
المجلد الأخير (V)₂) = ف
سأل مقارنة بين الطاقة الحركية الابتدائية والطاقة الحركية النهائية (EK)₁ : إي كيه₂)
جواب :
العلاقة بين الضغط (P) والحجم (V) والطاقة الحركية (EK) للغاز المثالي :
مقارنة الطاقة الحركية الابتدائية والطاقة الحركية النهائية :
2. حدد متوسط ​​الطاقة الحركية الانتقالية لجزيئات الغاز عند درجة حرارة 57^oC!
مناقشة
معروف :
درجة حرارة الغاز (T) = 57^oC + 273 = 330 كلفن
ثابت بولتزمان (k) = 1,38 × 10^-23 جول/كلفن
سأل متوسط ​​الطاقة الحركية الانتقالية
جواب :
العلاقة بين الطاقة الحركية ودرجة حرارة الغاز :
متوسط ​​الطاقة الحركية الانتقالية :
3. غاز عند درجة حرارة 27^oيوجد جسيم C في وعاء مغلق. لزيادة طاقته الحركية إلى ضعف طاقته الحركية الأصلية، يجب تسخين الغاز إلى درجة حرارة...
مناقشة
معروف :
درجة الحرارة الابتدائية (T)₁) = 27^oج + ٢٧٣ = ٢٩٣ كلفن
الطاقة الحركية الابتدائية = EK
الطاقة الحركية النهائية = 4 EK
سأل درجة الحرارة النهائية (T)₂)
جواب :
تبلغ درجة الحرارة النهائية للغاز 600 كلفن أو 327^oC.

4. يوجد غاز مثالي في حيز مغلق. يتم تسخين الغاز المثالي حتى تزداد سرعة جزيئاته المتوسطة إلى ثلاثة أضعاف سرعتها الابتدائية. إذا كانت درجة الحرارة الابتدائية للغاز 27^oإذا كانت درجة الحرارة C، فإن درجة الحرارة النهائية للغاز المثالي هي...
مناقشة
معروف :
درجة الحرارة الابتدائية = 27^oC + 273 = 300 كلفن
السرعة الابتدائية = v
السرعة النهائية = 2v
سأل درجة الحرارة النهائية للغاز المثالي
جواب :

متوسط ​​السرعة النهائية = 2 × متوسط ​​السرعة الابتدائية

5. يوجد ثلاثة مولات من الغاز في غرفة حجمها 36 لترًا. تبلغ الطاقة الحركية لكل جزيء غاز 5 × 10^-21 جول. ثابت الغازات العام = 8,315 جول/مول.كلفن وثابت بولتزمان = 1,38 × 10^-23 J/K. احسب ضغط الغاز في الغرفة!
مناقشة
معروف :
عدد المولات (ن) = 3 مول
الحجم = 36 لترًا = 36 دسم³³ = 36 × 10^-3 m³
ثابت بولتزمان (k) = 1,38 × 10^-23 J / K
الطاقة الحركية (EK) = 5 × 10^-21 جول وحدة طاقة
ثابت الغازات العام (R) = 8,315 جول/مول.كلفن
سأل ضغط الغاز (P)
جواب :
احسب درجة الحرارة (T) باستخدام صيغة الطاقة الحركية للغاز ودرجة الحرارة:

احسب ضغط الغاز باستخدام صيغة قانون الغاز المثالي (بعدد المولات، n):

يبلغ ضغط الغاز 1,67 × 10⁵ باسكال أو 1,67 ضغط جوي.

6. في وعاء مغلق، يتمدد حجم الغاز إلى ضعف حجمه الابتدائي (V)._o = الحجم الابتدائي، P_o (الضغط الابتدائي) وترتفع درجة حرارة الغاز إلى أربعة أضعاف الضغط الأصلي. يصبح ضغط الغاز...
أ. ص_o
ب. 2 ف_o
ج. 4 ف_o
د. 6 نقاط_o
هـ. 8 ب_o
مناقشة
من المعروف أن:
الحجم الأولي للغاز (V)₁) = ف_o
الحجم النهائي للغاز (V)₂) = 2 فولت_o
درجة الحرارة الابتدائية للغاز (T₁) = T
درجة الحرارة النهائية للغاز (T₂) = 4T
ضغط الغاز الأولي (P₁) = P_o
سأل: ضغط الغاز النهائي (P₂)
الجواب:

الإجابة الصحيحة هي ب.

7. تخضع كمية معينة من الغاز المثالي لعملية متساوية الحرارة، بحيث يصبح الضغط ضعف الضغط الأصلي، ثم يصبح الحجم...
أ. 4 أضعاف الأصل
ب. مرتين مرة أخرى
ج. نصف الكمية الأصلية
د. ربع الكمية الأصلية
إي. لا يزال
مناقشة
متساوي الحرارة = درجة حرارة ثابتة
من المعروف أن:
الحجم الأولي للغاز (V)₁) = ف
ضغط الغاز الأولي (P₁) = P
ضغط الغاز النهائي (P₂) = 2P
سأل: الحجم النهائي للغاز (V)₂)
الجواب:
P₁ V₁ = ف₂ V₂
PV = (2P) V₂
V = (2) V₂
V₂ = V / 2
V₂ = ½ الخامس
الإجابة الصحيحة هي ج.

8. في وعاء مغلق، يتمدد حجم الغاز إلى ضعف حجمه الابتدائي (V)._o = الحجم الابتدائي، P_o (الضغط الابتدائي) وترتفع درجة حرارة الغاز إلى أربعة أضعاف الضغط الأصلي. يصبح ضغط الغاز...

أ. ص_o
ب. 2 ف_o
ج. 4 ف_o
د. 6 نقاط_o
هـ. 8 ب_o

مناقشة
معروف :
الحجم الأولي للغاز (V)₁) = ف_o
الحجم النهائي للغاز (V)₂) = 2 فولت_o
درجة الحرارة الابتدائية للغاز (T₁) = T
درجة الحرارة النهائية للغاز (T₂) = 4T
ضغط الغاز الأولي (P₁) = P_o
سأل ضغط الغاز النهائي (P)₂)
جواب :
الإجابة الصحيحة هي ب.

9. تخضع كمية معينة من الغاز المثالي لعملية متساوية الحرارة، بحيث يصبح الضغط ضعف الضغط الأصلي، ثم يصبح الحجم...

أ. 4 أضعاف الأصل
ب. مرتين مرة أخرى
ج. نصف الكمية الأصلية
د. ربع الكمية الأصلية
إي. لا يزال

مناقشة
متساوي الحرارة = درجة حرارة ثابتة
معروف :
الحجم الأولي للغاز (V)₁) = ف
ضغط الغاز الأولي (P₁) = P
ضغط الغاز النهائي (P₂) = 2P
سأل الحجم النهائي للغاز (V)₂)
جواب :
P₁ V₁ = ف₂ V₂
PV = (2P) V₂
V = (2) V₂
V₂ = V / 2
V₂ = ½ الخامس
الإجابة الصحيحة هي ج.

10. يُصاغ ضغط الغاز المثالي في حيز مغلق مقابل جدار الأنبوب على النحو التالي:

P = ^2N/_3V EK

P = الضغط (باسكال)

N = عدد جزيئات الغاز (الجسيمات)

V = حجم الغاز

EK = متوسط ​​الطاقة الحركية للجزيئات (جول).

العبارة الصحيحة فيما يتعلق بالصيغة أعلاه هي...

أ. يعتمد ضغط الغاز على الجدار على عدد الجزيئات لكل وحدة حجم.

ب. الطاقة الحركية للغاز لا تعتمد على الضغط الذي تمارسه الجزيئات على الجدران.

ج. لا يتغير حجم الغاز في الأسطوانة إذا تغير ضغط الغاز.

د. يقل عدد جزيئات الغاز، وبالتالي ستزداد الطاقة الحركية للجزيئات.

هـ. يزداد حجم الغاز، وبالتالي يزداد عدد جزيئات الغاز.

مناقشة

الحجرة مغلقة بحيث أنه على الرغم من تغير ضغط الغاز، فإن حجم الغاز في الأنبوب لا يتغير.

الإجابة الصحيحة هي ج.

11. يُصاغ ضغط الغاز المثالي في حيز مغلق على جدران الأنبوب بالمعادلة: P = (2N / 3V) EK. حيث P = الضغط (باسكال)، وN = عدد جزيئات الغاز، وEK هي متوسط ​​الطاقة الحركية للجزيئات (جول). بناءً على هذه المعادلة، فإن العبارة الصحيحة هي...

أ. يعتمد ضغط الغاز على الجدار على متوسط ​​الطاقة الحركية للجزيئات.

ب. تعتمد الطاقة الحركية للغاز على الضغط الذي تمارسه الجزيئات على الجدران.

ج. ستتغير درجة حرارة الغاز في الأنبوب إذا تغير ضغط الغاز.

د. إذا انخفض عدد جزيئات الغاز، فإن حجم الطاقة الحركية للجزيئات سينخفض.

هـ. إذا زاد حجم الغاز، سينخفض ​​ضغط الغاز.

مناقشة

من المعروف أن:

معادلة الضغط: P = (2N / 3V) EK

الضغط = P

N = عدد جزيئات جسيمات الغاز

V = حجم الغاز

EK = متوسط ​​الطاقة الحركية

P تتناسب طرديًا مع N و EK

P تتناسب عكسياً مع V

N يتناسب طرديًا مع الحجم

N تتناسب عكسيًا مع EK

سأل: العبارة الصحيحة

الجواب:

الخيار أ خاطئ لأنه بناءً على الصيغة أعلاه، يعتمد ضغط الغاز (P) على الطاقة الحركية، وليس متوسط ​​الطاقة الحركية.

الخيار ب خاطئ لأن الضغط يعتمد على الطاقة الحركية للغاز، وليس العكس.

الخيار ج خاطئ لأنه بناءً على الصيغة أعلاه، فإن درجة الحرارة لا تعتمد على الضغط.

الخيار د خاطئ لأن N يتناسب عكسياً مع EK، مما يعني أنه إذا كانت N كبيرة فإن EK كبيرة.

الخيار E صحيح لأن الضغط (P) يتناسب عكسياً مع الحجم (V).

الإجابة الصحيحة هي هـ.

12. إذا تم ضغط غاز مثالي في وعاء، فسوف يتعرض الغاز لـ...

أ. انخفاض سرعة الجسيمات

ب. انخفاض درجة الحرارة

ج. ارتفاع درجة الحرارة

د. إضافة جزيئات الغاز

هـ. تقليل جزيئات الغاز

مناقشة

قانون الغاز المثالي (بالمولات) :

الكهروضوئية = العلاج ببدائل النيكوتين

قانون الغاز المثالي (في عدد الجزيئات) :

PV = NkT

العلاقة بين الطاقة الحركية ودرجة حرارة الغاز :

EK = 3/2 kT

المعلومات:

P = الضغط، V = الحجم، T = درجة الحرارة، n = عدد المولات، N = عدد الجزيئات، R = ثابت الغازات العام، k = ثابت بولتزمان

بناءً على الصيغ الثلاث المذكورة أعلاه، تم التوصل إلى الاستنتاجات التالية:

– إذا تم ضغط الغاز، فإن حجم (V) الغاز ينخفض.

– إذا انخفض حجم الغاز (V)، فإن ضغط الغاز (P) يزداد ودرجة حرارة الغاز (T) تزداد.

– الغرفة مغلقة (V ثابت) وبالتالي فإن عدد مولات الغاز (n) وعدد جزيئات الغاز (N) لا يتغير.

– إذا ارتفعت درجة حرارة الغاز (T)، تزداد طاقته الحركية (EK). وإذا زادت الطاقة الحركية للغاز، تزداد سرعة حركة جزيئاته (EK = ½ mv²).²(v = السرعة).

الإجابة الصحيحة هي ج.

13. يتم تسخين كمية من الغاز المثالي في أنبوب مغلق بشكل متساوي الحجم بحيث ترتفع درجة حرارته إلى أربعة أضعاف درجة حرارته الأصلية. متوسط ​​الطاقة الحركية لجزيئات الغاز المثالي هو...

أ. ربع الكمية الأصلية

ب. نصف الكمية الأصلية

ج. كما كان من قبل

د. مرتين مرة أخرى

هـ. ضعف الأصل

مناقشة

متساوي الحجم = حجم ثابت

تُعبّر المعادلة التالية عن العلاقة بين متوسط ​​الطاقة الحركية (EK) ودرجة الحرارة (T) للغاز:

EK = 3/2 kT

الوصف: EK = الطاقة الحركية، T = درجة الحرارة، 3/2 = ثابت، k = ثابت بولتزمان.

بناءً على هذه المعادلة، يبدو أن الطاقة الحركية تتناسب طرديًا مع درجة الحرارة. لذا، كلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت الطاقة الحركية. وإذا تضاعفت درجة الحرارة أربع مرات، فإن الطاقة الحركية ستتضاعف أربع مرات أيضًا.

الإجابة الصحيحة هي هـ.

14. غاز مثالي بضغط P وحجم V في حيز مغلق. إذا انخفض ضغط الغاز في الحيز إلى ربع قيمته الأصلية عند حجم ثابت، فإن نسبة الطاقة الحركية قبل وبعد انخفاض الضغط هي...

أ. 1 : 4

ب. 1 : 2

ج. 2: 1

د. 4: 1

هـ. 5: 1

مناقشة

معروف :

الحجم الابتدائي = V

الحجم النهائي = V

الضغط الابتدائي للغاز = P

الضغط النهائي للغاز = ¼ P

سأل مقارنة بين الطاقة الحركية الابتدائية والطاقة الحركية النهائية (EK)₁ : إي كيه₂)

جواب :

العلاقة بين الضغط (P) والحجم (V) والطاقة الحركية (EK) للغاز:

مقارنة الطاقة الحركية الابتدائية والطاقة الحركية النهائية:

الإجابة الصحيحة هي د.

15. تُصاغ درجة حرارة الغاز المثالي في أنبوب على النحو التالي: EK = 3/2 kT، حيث T تمثل درجة الحرارة المطلقة وEK = متوسط ​​الطاقة الحركية لجزيئات الغاز. بناءً على المعادلة أعلاه...

أ. كلما ارتفعت درجة حرارة الغاز، قلت طاقته الحركية.

ب. كلما ارتفعت درجة حرارة الغاز، كلما تباطأت حركة جزيئات الغاز.

ج. كلما ارتفعت درجة حرارة الغاز، زادت سرعة حركة جزيئات الغاز.

د. درجة حرارة الغاز تتناسب عكسياً مع الطاقة الحركية للغاز.

هـ. لا تؤثر درجة حرارة الغاز على حركة جزيئات الغاز.

مناقشة

استنادًا إلى الصيغة أعلاه، تتناسب درجة الحرارة طرديًا مع الطاقة الحركية. فكلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت الطاقة الحركية. وتتناسب الطاقة الحركية طرديًا مع سرعة حركة جزيئات الغاز (EK = ½ mv²).²حيث EK = الطاقة الحركية، و v = السرعة). كلما زادت الطاقة الحركية، زادت سرعة حركة جزيئات الغاز.

الإجابة الصحيحة هي ج.

7. العوامل التي تؤثر على الطاقة الحركية للغاز في حيز مغلق:

(1) الضغط

(2) الحجم

(3) درجة الحرارة

(4) أنواع المواد

العبارة الصحيحة هي...

أ. (1) و (2)

ب. (1) و (3)

ج. (1) و (4)

د. (2) فقط

هـ. (3) فقط

مناقشة

بما أن الحيز مغلق، فإن حجم الغاز ثابت، وبالتالي فإن حجم الغاز لا يؤثر على الطاقة الحركية.

الإجابة الصحيحة هي ب.

16. انتبه إلى العبارة التالية!

(1) يزداد عدد جزيئات الغاز

(2) يتم تقليل عدد المولات

(3) يتم رفع درجة الحرارة

(4) ازداد الحجم

تشير الأرقام إلى العوامل التي يمكن أن تزيد من ضغط الغاز في حيز مغلق...

مناقشة

معادلة ضغط الغاز في حيز مغلق:

معلومة:

P = الضغط، N = عدد جزيئات الغاز، m = الكتلة، v = متوسط ​​سرعة الجزيئات، V = حجم الوعاء، n = عدد المولات.

بناءً على المعادلة أعلاه،

إذا زاد عدد جزيئات الغاز (N)، فإن ضغط الغاز (P) يزداد.

إذا انخفض عدد المولات (n) فإن ضغط الغاز (P) ينخفض.

إذا زادت درجة الحرارة (T) فإن ضغط الغاز (P) يزداد.

إذا زاد الحجم (V)، فإن ضغط الغاز (P) ينخفض.

إذن، العوامل التي يمكن أن تزيد من ضغط الغاز في مكان مغلق هي 1 و 3.

17. عندما يكون غاز الأرجون في غرفة مغلقة، تتغير درجة الحرارة إلى ضعف درجة الحرارة الأصلية، ثم تتغير سرعة حركة جزيئات غاز الأرجون إلى ... ضعف السرعة الأصلية.

مناقشة

من المعروف:

درجة الحرارة الابتدائية = T

درجة الحرارة النهائية = 2T

السرعة الابتدائية = v

سأل: السرعة النهائية = ….v

جواب:

الصيغة الخاصة بالعلاقة بين السرعة ومتوسط ​​الطاقة الحركية ودرجة حرارة الغاز:

معلومة:

v = السرعة، k = ثابت بولتزمان، T = درجة الحرارة، m = الكتلة

السرعة الابتدائية:

لنفترض أن k = 1، T = 1 و m = 1.

إذا كانت درجة الحرارة النهائية = 2، فإن السرعة النهائية هي:

السرعة النهائية = √2 ضعف السرعة الأصلية.

18. كمية من غاز مثالي أحادي الذرة يكون ضغطها الابتدائي 120 كيلو باسكال. ثم يُسخّن الغاز عند ضغط ثابت فيتمدد. افترض أن ثابت الغازات العام يُعبّر عنه بالصيغة R جول/مول^-1.K^-1إذا ارتفعت درجة حرارة الغاز أثناء العملية إلى 38,4/R كلفن، وكان الشغل المبذول لكل كيلومول من الغاز للتمدد هو 8,4 جول، فإن الحجم الابتدائي للغاز لكل كيلومول هو...

أ. 210 سم مكعب

ب. 225 سم مكعب

ج. 235 سم مكعب

د. 240 سم مكعب

250 سم مكعب

مناقشة

من المعروف:

الضغط (P) = 120 كيلو باسكال = 120.000 باسكال

ثابت الغازات العام = R

درجة الحرارة (T) = 38,4/R

الشغل (W) لكل كيلومول = 8,4 جول

سأل: الحجم الأولي (V)₁) لكل كيلومول

جواب:

احسب الحجم النهائي (V)₂):

PV₂ = ن ر ت

120.000 (V₂) = R (38,4/R)

120.000 (V₂) = 38,4

V₂ = 38,4 /120.000

V₂ = 0,00032

V₂ = 0,32 × 10^-3 m³/كمول

V₂ = 0,32 × 10^-3 س 10⁶ cm³/كمول

V₂ = 0,32 × 10³ cm³/كمول

V₂ = 320 سم³/كمول

V₂ = 320 سم مكعب/كيلومول

احسب الحجم الابتدائي (V)₁):

W = P (V₂ - ف₁)

8,4 = 120 × 10³ (0,32 × 10^-3 - ف₁)

8,4 = 120 × 10³ × 0,32 × 10^-3 – (120 × 10³ V₁)

8,4 = 120 × 0,32 – (120 × 10³ V₁)

8,4 = 38,4 – (120 × 10³ V₁)

(120 × 10³ V₁) = 38,4 – 8,4

(120 × 10³ V₁) = 30

V₁ = 30 / (120 × 10³)

V₁ = 0,25 × 10^-3 m³

V₁ = 0,25 × 10^-3 س 10⁶ cm³

V₁ = 0,25 × 10³ cm³

V₁ = 250 سم³

V₁ = 250 سم مكعب

الإجابة الصحيحة هي هـ.

19. يمكن اعتبار غاز الأرجون غازًا مثاليًا. يمتلك الغاز في البداية طاقة داخلية E₁ ودرجة الحرارة T₁يخضع الغاز لعملية من خلال القيام بعمل W، وإطلاق طاقة بقيمة Q، وتكون الحالة النهائية للطاقة الداخلية هي E._f ودرجة الحرارة T_fيُظهر الشكل أعلاه مقدار التغير في الطاقة. ما هي نتيجة هذه العملية؟

أ. يخضع الغاز لعملية متساوية الضغط ودرجة الحرارة_f <ت_i

ب. يخضع الغاز لعملية كظيمة و T_f <ت_i

ج. يخضع الغاز لعملية متساوية الحجم ودرجة الحرارة_f <ت_i

د. يخضع الغاز لعملية متساوية الحرارة و T_f = ر_i

يخضع الغاز لعملية متساوية الحجم ودرجة الحرارة_f = ر_i

مناقشة

بناءً على الصورة، الطاقة الأولية (E_i) والطاقة النهائية (E_f) لا يتغير، بمعنى آخر التغيير الطاقة الداخلية قيمتها صفر. صيغة التغيرات في الطاقة الداخلية: ΔU = 3/2 N k ΔT

بناءً على هذه الصيغة، إذا كان التغيير الطاقة الداخلية إذا كان التغير في درجة الحرارة يساوي صفرًا (ΔU=0)، فإن التغير في درجة الحرارة يساوي صفرًا أيضًا (ΔT=0). ويعني التغير الصفري في درجة الحرارة عدم تغيرها. وإذا لم تتغير درجة الحرارة، فإن الغاز يخضع لعملية متساوية الحرارة.

الإجابة الصحيحة هي د.

مصدر السؤال:

أسئلة امتحان الفيزياء الوطني لطلاب المرحلة الثانوية العليا/المهنية