Физика

1. Разглеждам газове в затворен съд, които първоначално имат обем V и налягане P. Ако крайното налягане е 4P и обемът се поддържа постоянен, какво е съотношението на началната кинетична енергия към крайната кинетична енергия?

Известни:

Начално налягане (P1 ₎ = P

Крайно налягане (P² ₎ = 4P

Начален обем ( _V1 ) = V

Краен обем ( _V² ) = V

_{Търси се} : Съотношението на началната кинетична енергия към крайната кинетична енергия (K E1 : K E2 ₎

решение:

Връзката между налягането (P), обема (V) и кинетичната енергия (KE) на идеалните газове :

Съотношението на началната кинетична енергия към крайната кинетична енергия:

[ирп]

2. Каква е средната транслационна кинетична енергия на молекулите в идеален газ при 57 ^° C?

Известни:

Температура на газа (T) = 57 ^° C + 273°C = 330 Келвина

Константата на Болцман (k) = 1.38 x 10⁻²⁶ ^джаул /келвин

Търси се: Средната транслационна кинетична енергия

решение:

Връзката между кинетичната енергия (KE) и температурата на газа (T):

Средната транслационна кинетична енергия:

[ирп]

3. Газ при 27 ^° C в затворен съд . Ако кинетичната енергия на газа се увеличи 2 пъти спрямо началната кинетична енергия, тогава крайната температура на газа е…

Известни:

Начална температура (T1 ₎ = 27 ^° C + 273°C = 300°K

Начална кинетична енергия = KE

Крайна кинетична енергия = 4 K E

Желано: Крайната температура ( _T2 )

решение:

[ирп]

4. Идеален газ, намиращ се в затворен съд, се нагрява така, че крайната средна скорост на частиците на газа се увеличава 3 пъти спрямо началната средна скорост. Ако началната температура на газа е 27 ^° C, тогава крайната температура на идеалния газ е…

Известни:

Начална температура = 27 ^° C + 273°C = 300 Келвина

Начална скорост = v

Крайна скорост = 2v

Търси се : Крайната температура на идеалния газ

решение:

Крайната средна скорост = 2 x началната средна скорост

[ирп]

5. Три мола газ се намират в пространство с обем 36 литра. Всяка газова молекула има кинетична енергия от 5 x 10⁻²⁹ ^джаула . Универсалната газова константа = 8.315 J/mol·K, а константата на Болцман = 1.38 x 10⁻²⁹ ^J /K. Какво е налягането на газа в съда?

Известни:

Брой молове (n) = 3 мола

Обем = 36 литра = 36 дм³ ^{= 36} x ^10⁻³ м³

Константа на Болцман (k) = 1.38 x 10⁻²⁻³ ^J /K

Кинетична енергия (KE) = 5 x 10 ^–21 джаула

Универсална газова константа (R) = 8.315 J/mol·K

Търсено : Налягане на газа (P)

решение:

Изчислете температурата, използвайки уравнението на кинетичната енергия на газа.

Изчислете налягането на газа, използвайки уравнението на закона за идеалния газ (в брой молове, n):

PV = n RT

P (36 x 10⁻³ ⁾ = (3)(8.315)(241.5)

P (36 x 10⁻³ ⁾ = 6024.22

Налягането на газа е 1.67 x ^10⁶ Паскал или 1.67 атмосфери.

Прочетете повече

1. Разглеждам газове в затворен съд, първоначално с обем V и температура T. Крайната температура е 5/4T, а крайното налягане е 2P. Какъв е крайният обем на газа?

Известни:

Начален обем ( _V1 ) = V

Начална температура (T1 ₎ = T

Крайна температура (T2 ₎ = 5/4 T

Начално налягане (P1 ₎ = P

Крайно налягане (P² ₎ = 2P

Търси се: Последен том (V ₂ )

решение:

[ирп]

2. Определете обема на 2.00 мола газове (идеален газ) при стандартна температура и налягане (STP). STP = Стандартна температура и налягане.

Известни:

Молове газ (n) = 2 мола лед

Стандартна температура (T) = 0 ^° C = 0 + 273 = 273 Келвина

Стандартно налягане (P) = 1 атм = 1.013 x ^10⁶ Pa

Универсална газова константа ( R) = 8.315 джаула/mol e.Kelvin

Търси се : Обем на газовете (V)

решение:

Уравнение на закона за идеалния газ (в броя на моловете, n)

Обемът на 2 мола газове е 44.8 литра.

Обемът на 1 мол газове е 45.4 литра / 2 = 22.4 литра.

Обемът на 1 мол от всеки газ е 22.4 литра.

[ирп]

3. 4 литра кислороден газ има температура 27°C и налягане 2 атм (1 атм = 10⁶ ^Pa ) в затворен съд. Универсална газова константа (R) = 8.314 J.mol e⁻¹.K⁻¹ и число ^на Авогадро ( NA ₎ = 6.02 x ^10⁻¹ молекули/mol e⁻¹ . ^Какви са молекулите кислородни газове в съда?

Известни:

^{Обем на} газовете (V) = 4 литра = 4 dm³ ⁼ 4 x ^10⁻³ m³

Температура на газовете (T) = 27 ^° C = 27 + 273 = 300 Келвина

Налягане на газовете (P) = 2 атм = 2 x ^10⁶ Pa

Универсална газова константа (R) = 8.314 J.mol e ⁻ 1.K ⁻¹

Числото на Авогадро (N _A ) = 6.02 x 10 ²³

Търси се : Какви са молекулите на кислородните газове в контейнера (N)

решение:

В 1 мол кислородни газове има 1.93 x 10²³ ^{кислородни} молекули.

[ирп]

4. Съд, съдържащ неонов газ (Ne, атомна маса = 20 u) при стандартна температура и налягане (STP ), има обем 2 m³ ^. Определете масата на неоновия газ!

Известни:

Атомна маса на неона = 20 грама/мол e = 0,02 кг/мол e

Стандартна температура (T) = 0 ^° C = 273 Келвина

Стандартно налягане (P) = 1 атм = 1.013 x ^10⁶ Паскал

Обем (V) = 2 ^м³

Търси се : маса (m) неонов газ

решение:

При стандартна температура и налягане (STP), 1 молe от всякакви газове, включват неонов газ, имат обем 22.4 литраs = 22.4 дм³ = 0.0448 m³.

В обем от 2 м³ има ^44.6 мола неонов газ.

Относителната атомна маса на неоновия газ е 20 грама/мол.

Това означава, че в 1 мол има 20 грама или 0.02 кг неонов газ. Тъй като в 1 мол има 0.02 кг неонов газ, тогава в 44.6 мола има 44.6 мола x 0.02 кг/мол = 0.892 кг = 892 грама неонови газове.

Прочетете повече

1. Разглеждам газове, които първоначално имат налягане P и температура T. Газът претърпява изохорния процес , така че крайното налягане става 4 пъти началното налягане. Каква е крайната температура на газа?

Известни:

Начално налягане (P1 ₎ = P

Крайно налягане (P² ₎ = 2P

Начална температура (T1 ₎ = T

Желана: Крайна температура ( _T2 )

решение:

Формулата на закона на Гей-Люсак :

Крайната температура става 4 пъти по-висока от началната.

[ирп]

2. В затворен съд идеалните газове първоначално имат температура 27 ^° C. Ако крайното налягане стане 2 пъти началното налягане, каква е крайната температура?

Известни:

Начално налягане (P1 ₎ = P

Крайно налягане (P² ₎ = 2P

Начална температура (T1 ₎ = 27 ^° C + 273°C = 300°K

Желана: Крайна температура ( _T2 )

решение:

[ирп]

3. Гума е напомпана до манометър 2 атм при 27°C. След шофиране температурата в гумата се повишава до 47°C. Какво е налягането в гумата сега?

Известни:

Атмосферното налягане = 1 атм = 1 x ^10⁶ Pa

Началното манометрично налягане = 2 атм = 2 x ^10⁶ Pa

Началното абсолютно налягане (P1 ₎ = 1 атм + 2 атм = 3 атм = 3 x ¹⁰⁵ Pa

Началната температура (T1 ₎ = 27 ^° C + 273°C = 300°K

Крайната температура (T1 ₎ = 47 ^° C + 273°C = 320°K

Търси се: Крайната температура на измервателния уред

решение:

Крайното манометърно налягане = крайно абсолютно налягане – атмосферно налягане

Крайното манометрично налягане = 3.2 атм – 1 атм

Крайното манометрично налягане = 2.2 атм.

Прочетете повече

1. В затворен съд газът се разширява така, че крайният обем става 3 пъти по-голям от началния обем (V = начален обем, T = начална температура ). Каква е крайната температура?

Известни:

Начален обем ( _V1 ) = V

Краен обем (V² ₎ = 3V

Начална температура (T1 ₎ = T

Желана: Крайна температура ( _T2 )

решение:

Формулата на закона на Чарлз :

Крайната температура на газовете става 3 пъти по-висока от началната температура.

[ирп]

2. Разглеждам газове, които първоначално имат обем V и температура T. Ако газът претърпи изобарен процес , така че температурата стане 2 пъти началната температура, тогава крайният обем на газовете е…

Известни:

Начален обем ( _V1 ) = V

Начална температура (T1 ₎ = T

Крайна температура (T2 ₎ = 2T

Търси се: последен том (V ₂ )

решение:

Крайният обем на газовете става 2 пъти по-голям от първоначалния обем.

[ирп]

3. В затворен съд идеалните газове първоначално имат обем 2 литра и температура 27 ^° C. Ако крайният обем на газовете стане 3 литра, тогава крайната температура е…

Известни:

Начален обем (V ₁ ) = 2 литра = 2 dm ³ = 2 x 10 ^-3 m ³

Краен обем (V² ⁾ ₌ 3 литра = 3 dm³ ⁼ 3 x ^10⁻³ m³

Начална температура (T1 ₎ = 27 ^° C + 273°C = 300°K

Желана: Крайна температура ( _T2 )

решение:

Крайната температура е 177 ^° C или 177 + 273 = 450 Келвина.

Прочетете повече

1. Някои идеални газове първоначално имат налягане P и обем V. Ако газът претърпи изотермичен процес , така че крайното налягане стане 4 пъти началното налягане, тогава крайният обем на газа е…

Известни:

Начално налягане (P1 ₎ = P

Крайно налягане (P² ₎ = 4P

Начален обем ( _V1 ) = V

Търси се: Последен том (V ₂ )

решение:

Формулата на закона на Бойл :

PV = константа

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

(P)(V) = (4P)( _V² )

V = 4 _V²

V² = V / 4 = ¼ _V

Крайният обем на газовете е ¼ пъти началния обем.

[ирп]

2. В затворен съд газът се разширява така, че крайният обем става 2 пъти по-голям от началния обем (V = начален обем, P = начално налягане). Крайното налягане на газовете е…

Известни:

Начално налягане (P1 ₎ = P

Начален обем ( _V1 ) = V

Краен обем (V² ₎ = 2V

Желано : Крайно налягане ( _P2 )

решение:

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

PV = P² ( _2V )

P = P² ( ₂ )

P2 = P / ₂ = ½ P

Налягането на газа става ½ пъти по-голямо от първоначалното налягане.

[ирп]

3. В затворен съд газове с налягане 2 атм и обем 1 литър. Ако налягането на газа стане 4 атм, тогава обемът на газа става...

Известни:

Начално налягане (P1 ₎ = 2 атм = 2 x ¹⁰⁵ Pa

Крайно налягане (P² ₎ = 4 атм = 4 x ^10⁶ Pa

Начален обем (V ₁ ) = 1 литър = 1 dm ³ = 1 x ^10⁻³ m ³

Търси се : Краен том (V ₂ )

решение:

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

( 2 x 10⁶ ^{) (} ₁ x ^10⁻³ ) = (4 x ^10⁶ ) V²

( 1)(1 x _10⁻³ ⁾ = (2) V²

1 x ^10⁻³ = (2 ₎ V²

V² ⁼ ½ _x 10⁻³

V ₂ = 0.5 x 10⁻³ ^m³ = 0.5 dm³ ⁼ 0.5 литра ^/ с

Прочетете повече

1. Три кондензатора, C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 4 μF, C3 ₌ 4 μF, са свързани последователно и паралелно . Определете капацитета на един кондензатор, който ще има същия ефект като комбинацията от тях.

Известни:

Кондензатор C1 = 2 μF_​

Кондензатор _C³ = 4 μF

Кондензатор _C³ = 4 μF

Търси се: Еквивалентният капацитет (C)

решение:

Кондензаторите C2 и _{C3 са свързани} паралелно. Еквивалентният капацитет:

C _P = C ₂ + C ₃ = 4 + 4 = 8 μF

Кондензаторите C1 и _Cp са свързани последователно. Еквивалентният капацитет _:

1/C = 1/C ₁ + 1/ C _P = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8

C = 8/5 μF

[ирп]

2. Пет кондензатора, C ₁ = 2 μF, C ₂ = 4 μF, C ₃ = 6 μF, C ₄ = 5 μF, C ₅ = 10 μF, са свързани последователно и паралелно. Определете капацитета на един кондензатор, който ще има същия ефект като комбинацията от тях.

Известни:

Кондензатор C₁ = 2 μF

Кондензатор _C² = 4 μF

Кондензатор _C² = 6 μF

Кондензатор _C² = 5 μF

Кондензатор _C² = 10 μF

Търси се: Еквивалентният капацитет (C)

решение:

Кондензаторите C2 и _{C3 са свързани} паралелно. Еквивалентният капацитет:

CP = _{C2 +} C3_​

CP = 4 + ₆

CP ₌ 10 μF​

Кондензаторите C1 , _{CP ,} C4 и C5 _са свързани последователно. Еквивалентният капацитет _:

1/C = 1/C ₁ + 1/ C _P + 1/ C ₄ + 1/ C ₅

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

[ирп]

3. C₁ = 3 μF, C₂ = 4 μФ и C₃ = 3 μF, са свързани последователно и паралелно. Определете електрическа енергия на вериги.

Известни:

Кондензатор C₁ = 3 μF

Кондензатор _C² = 4 μF

Кондензатор _C³ = 3 μF​

Търси се: Еквивалентният капацитет (C)

решение:

Кондензаторите C2 и _{C3 са свързани} паралелно. Еквивалентният капацитет:

CP = _{C2 +} C3_​

CP = 4 ₊ 3

CP ₌ 7 μF​

Кондензаторите C1 и C2P са _{свързани} последователно. Еквивалентният капацитет _:

1/C = 1/C ₁ + 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

Електрическата енергия във веригите:

E = ½ ^CV2

E = ½ ( 2.1 x ^10⁻⁶ )( ^12² )

E = ½ (2.1 x ^10⁻⁶ )(144)

E = (2.1 x 10⁻⁶ ⁾ (72)

E = 151.2 x ^10⁻⁴ джаула

E = 1.5 x ^10⁻⁴ джаула

Прочетете повече

1. Четири кондензатора, C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 1 μF, C3 ₌ 3 μF, C4 ₌ 4 μF, са свързани последователно . Определете капацитета на един кондензатор , който ще има същия ефект като комбинацията от тях.

Известни:

Кондензатор _C³ = 2 μF

Кондензатор _C³ = 1 μF

Кондензатор _C³ = 3 μF

Кондензатор _C³ = 4 μF

Търси се: Еквивалентният капацитет

решение:

Еквивалентният капацитет:

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

С = 0.48

Еквивалентният капацитет на цялата комбинация е 0.48 μF.

[ирп]

2. Определете заряда на кондензатор C1 _, ако потенциалната разлика между P и Q е 12 волта…

Известни:

Кондензатор _C² = 20 μF = 20 x ^10⁻⁶ F​

Кондензатор _C² = 20 μF = 20 x ^10⁻⁶ F​

Потенциална разлика (V) = 12 волта

Търси се: зарядът на кондензатор C1 ₍ Q1 ₎.

решение:

Еквивалентният капацитет:

1/C = 1/C1 ₊ 1 _/ C2

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

^C = 20/3 μ F = (20/3) x 10⁻⁶ F

Електрически заряд на еквивалентния кондензатор:

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

Q = 80 μC

Кондензаторите са свързани последователно, _така че електрическият заряд на еквивалентните кондензатори = електрическият заряд на кондензатор C1 = електрическият заряд на кондензатор C2_.

Електрическият заряд на кондензатор _C1 е 80 μC.

[ирп]

3. Два кондензатора, C1 ₌ 2 μF и C2 ₌ 4 μF, са свързани последователно. Кондензаторите са заредени. Потенциалната разлика на кондензатор C1 _е 2 волта. Електрическият заряд на кондензатор C2 _е …

Известни:

Кондензатор C 1 = 2 _μF = 2 x 10 ^-6 F

Кондензатор C 2 = 4 _μF = 4 x 10 ^-6 F

Потенциалната разлика на кондензатор _C1 ( V1 ₎ = 2 волта

Търси се : Електрически заряд на кондензатор C2_.

решение:

Електрически заряд върху кондензатор C1 _:

Q1 ₌ C1 _V1 = (2 x _10⁻⁶ ⁾ ( 2) = 4 x ^10⁻⁶ C

Q1 = 4 μC_​

Кондензаторите са свързани последователно, така че електрическият заряд на кондензатор _C1 = електрическият заряд на кондензатор C2_.

Зарядът на кондензатор C² е 4 μC_.

Прочетете повече

1. Четири кондензатора , C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 1 μF, C3 ₌ 3 μF, C4 ₌ 4 μF, са свързани паралелно. Определете капацитета на един кондензатор, който ще има същия ефект като комбинацията от кондензатори.

Известни:

Кондензатор C³ = 2 μF_​

Кондензатор C³ = 1 μF_​

Кондензатор C³ = 3 μF_​

Кондензатор C³ = 4 μF_​

Търси се: Еквивалентният капацитет

решение:

Еквивалентният капацитет:

C = _C1 + _C2 + _C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

Еквивалентният капацитет на цялата комбинация е 9 μF.

[ирп]

2. Определете заряда на кондензатор C2 _, ако потенциалната разлика между точки A и B е 9 волта…

Известни:

Кондензатор C 1 = 20 _μF = 20 x 10 ^-6 F

Кондензатор C 2 = 30 _μF = 30 x 10 ^-6 F

Потенциална разлика между точки A и B (V _AB ) = 9 волта

Търси се : зарядът на кондензатор C² ( _Q² )_.

решение:

Потенциална разлика:

Кондензаторите са свързани паралелно, така че потенциалната разлика между A и B (V _AB ) = потенциалната разлика на кондензатор C ₁ (V ₁ ) = потенциалната разлика на кондензатор C ₂ (V ₂ ) = 9 волта.

Електрически заряд върху кондензатор C2 _:

Q² = C² _V² = (30 x ^10⁻⁶ _{) ( 9} ) = 270 x ^10⁻⁶ C

Q2 = 270 μC_​

Електрическият заряд на кондензатор C² е 270 μC_.

[ирп]

3. Три кондензатора, _C1 = 4 μF, C2 ₌ 2 μF, C3 ₌ 3 μF, са свързани паралелно. Кондензаторите са заредени. Потенциалната разлика на кондензатор _C2 е 4 волта. Определете

(а) Електрически заряд върху кондензатори _C1 , _C2 и _C3

(б) Електрически заряд върху еквивалентния кондензатор на цялата комбинация

Известни:

Кондензатор C 1 = 4 _μF = 4 x 10 ^-6 F

C кондензатор C³ ₌ 2 μF = 2 x ^10⁻⁶ F

C кондензатор C³ ₌ 3 μF = 3 x ^10⁻⁶ F

Потенциална разлика на кондензатор _C² ( V² ₎ = 4 волта

Търси се : Електрически заряд на _{кондензатор} C³ ( _Q³ )

решение:

(а) Електрически заряд върху _{кондензатор} C3

Потенциалната разлика на кондензатор C3 _:

Кондензаторите са свързани паралелно, така че потенциалната разлика върху тях... C₃ (V₃) = потенциалната разлика на кондензатора C₂ (V₂) = потенциалната разлика на кондензатора C₁ (V₁) = потенциалната разлика на еквивалентни кондензатори (V) = 4 волта

Електрически заряд върху кондензатор C1 _:

Q³ ₌ C³ _V³ = (1 x ^10⁻⁶ ) ₍ 4) = 16 x ^10⁻⁶ C

Q² = 16 μC_​

Електрически заряд върху кондензатор C2 _:

Q³ ₌ C³ _V³ = (2 x ^10⁻⁶ ) ₍ 4) = 8 x ^10⁻⁶ C

Q² = 8 μC_​

Електрически заряд върху кондензатор C3 _:

Q³ ₌ C³ _V³ = (3 x ^10⁻⁶ ) ₍ 4) = 12 x ^10⁻⁶ C

Q3 = 12 μC_​

(б) Електрически заряд върху еквивалентен кондензатор

Q = _Q1 + _Q2 + _Q3

Q = 16 μC + 8 μC + 12 μC = 36 μC

Алтернативно решение:

Еквивалентният капацитет:

C = _C1 + _C2 + _C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

C = 9 x ^10⁻⁶ F

Потенциалната разлика на еквивалентния кондензатор:

V1 ₌ V2 = V3 ₌ V = 4 _волта

Електрическият заряд на еквивалентния кондензатор:

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

Q = 36 μC

Прочетете повече