19 exemples de preguntes sobre la teoria cinètica dels gasos
1. Un gas ideal en un recipient tancat té inicialment una pressió P i un volum V. Si la pressió del gas augmenta a 4 vegades l'original i el volum del gas roman constant, la relació entre l'energia cinètica inicial i l'energia cinètica final del gas és...
Discussió
És conegut :
Pressió inicial (P1) = P
Pressió final (P2) = 4P
Volum inicial (V1) = V
Volum final (V2) = V
Preguntat Comparació de l'energia cinètica inicial i l'energia cinètica final (EK)1 : EK2)
Jawab :
La relació entre la pressió (P), el volum (V) i l'energia cinètica (EK) d'un gas ideal :
Comparació de l'energia cinètica inicial i l'energia cinètica final :
2. Determineu l'energia cinètica de translació mitjana de les molècules de gas a una temperatura de 57oC!
Discussió
És conegut :
Temperatura del gas (T) = 57oC + 273 = 330 Kelvin
Constant de Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 Joule/Kelvin
Preguntat Energia cinètica translacional mitjana
Jawab :
Relació entre energia cinètica i temperatura del gas :
Energia cinètica translacional mitjana :
3. Un gas a una temperatura de 27oC és en un recipient tancat. Per augmentar la seva energia cinètica al doble de la seva energia cinètica original, el gas s'ha d'escalfar a una temperatura de...
Discussió
És conegut :
Temperatura inicial (T1) = 27oC + 273 = 300 K
Energia cinètica inicial = EK
Energia cinètica final = 4 EK
Preguntat Temperatura final (T2)
Jawab :
La temperatura final del gas és de 600 K o 327oC.
4. Un gas ideal es troba en un espai tancat. El gas ideal s'escalfa fins que la velocitat mitjana de les partícules del gas augmenta a 3 vegades la velocitat inicial. Si la temperatura inicial del gas és de 27oC, aleshores la temperatura final del gas ideal és...
Discussió
És conegut :
Temperatura inicial = 27oC + 273 = 300 Kelvin
Velocitat inicial = v
Velocitat final = 2v
Preguntat Temperatura final del gas ideal
Jawab :
Velocitat mitjana final = 2 x Velocitat mitjana inicial
5. Tres mols de gas es troben en una habitació amb un volum de 36 litres. Cada molècula de gas té una energia cinètica de 5 x 10-21 Joule. Constant universal dels gasos = 8,315 J/mol.K i constant de Boltzmann = 1,38 x 10-23 J/K. Calcula la pressió del gas a l'habitació!
Discussió
És conegut :
Nombre de mols (n) = 3 mol
Volum = 36 litres = 36 dm3 = 36 x 10-3 m3
Constant de Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 J / K
Energia cinètica (EK) = 5 x 10-21 Joule
Constant universal dels gasos (R) = 8,315 J/mol.K
Preguntat : pressió del gas (P)
Jawab :
Calcula la temperatura (T) utilitzant la fórmula de l'energia cinètica del gas i la temperatura:
Calcula la pressió del gas utilitzant la fórmula de la llei dels gasos ideals (en nombre de mols, n):
La pressió del gas és d'1,67 x 105 Pascal o 1,67 atmosferes.
6. En un recipient tancat, el volum de gas s'expandeix fins a 2 vegades el volum inicial (Vo = volum inicial, Po = pressió inicial) i la temperatura del gas augmenta fins a 4 vegades l'original. La pressió del gas esdevé...
A. Po
B. 2 Po
C. 4 Po
D. 6 Po
E. 8 Po
Discussió
Se sap que:
Volum inicial de gas (V1) = Vo
Volum final de gas (V2) = 2Vo
Temperatura inicial del gas (T1) = T
Temperatura final del gas (T2) = 4T
Pressió inicial del gas (P1) = Po
Preguntat: Pressió final del gas (P2)
Resposta:
La resposta correcta és B.
7. Una certa quantitat de gas ideal experimenta un procés isotèrmic, de manera que la pressió esdevé el doble de la pressió original, i aleshores el volum esdevé...
A. 4 vegades original
B. 2 vegades original
C. ½ vegades l'original
D. ¼ vegades l'original
E. encara
Discussió
Isotèrmic = temperatura constant
Se sap que:
Volum inicial de gas (V1) = V
Pressió inicial del gas (P1) = P
Pressió final del gas (P2) = 2P
Preguntat: Volum final de gas (V2)
Resposta:
P1 V1 = P2 V2
PV = (2P)V2
V = (2) V2
V2 = V / 2
V2 = ½ V
La resposta correcta és C.
8. En un recipient tancat, el volum de gas s'expandeix fins a 2 vegades el volum inicial (Vo = volum inicial, Po = pressió inicial) i la temperatura del gas augmenta fins a 4 vegades l'original. La pressió del gas esdevé...
A. Po
B. 2 Po
C. 4 Po
D. 6 Po
E. 8 Po
Discussió
És conegut :
Volum inicial de gas (V1) = Vo
Volum final de gas (V2) = 2Vo
Temperatura inicial del gas (T1) = T
Temperatura final del gas (T2) = 4T
Pressió inicial del gas (P1) = Po
Preguntat Pressió final del gas (P2)
Jawab :
La resposta correcta és B.
9. Una certa quantitat de gas ideal experimenta un procés isotèrmic, de manera que la pressió esdevé el doble de la pressió original, i aleshores el volum esdevé...
A. 4 vegades original
B. 2 vegades original
C. ½ vegades l'original
D. ¼ vegades l'original
E. encara
Discussió
Isotèrmic = temperatura constant
És conegut :
Volum inicial de gas (V1) = V
Pressió inicial del gas (P1) = P
Pressió final del gas (P2) = 2P
Preguntat Volum final de gas (V)2)
Jawab :
P1 V1 = P2 V2
PV = (2P)V2
V = (2) V2
V2 = V / 2
V2 = ½ V
La resposta correcta és C.
10. La pressió ideal del gas en un espai tancat contra la paret del tub es formula com:
P = 2N/3V EK
P = pressió (Pa)
N = nombre de molècules de gas (partícules)
V = volum de gas
EK = energia cinètica mitjana de les molècules (J).
L'afirmació correcta respecte a la formulació anterior és...
A. La pressió d'un gas contra la paret depèn del nombre de molècules per unitat de volum.
B. L'energia cinètica d'un gas no depèn de la pressió exercida per les molècules sobre les parets.
C. El volum de gas del cilindre no canvia si canvia la pressió del gas.
D. El nombre de molècules de gas disminueix, per tant, l'energia cinètica de les molècules augmentarà.
E. El volum de gas augmenta, per tant, augmenta el nombre de molècules de gas.
Discussió
La cambra està tancada de manera que, tot i que la pressió del gas canvia, el volum de gas del tub no canvia.
La resposta correcta és C.
11. La pressió d'un gas ideal en un espai tancat contra les parets del tub es formula com P = (2N / 3V) EK. P = pressió (Pa), N = nombre de molècules (partícules) del gas i EK és l'energia cinètica mitjana de les molècules (J). Basant-nos en aquesta equació, l'afirmació correcta és...
A. La pressió d'un gas contra la paret depèn de l'energia cinètica mitjana de les molècules.
B. L'energia cinètica d'un gas depèn de la pressió exercida per les molècules sobre les parets.
C. La temperatura del gas dins del tub canviarà si la pressió del gas canvia.
D. Si el nombre de molècules de gas disminueix, el volum de l'energia cinètica de les molècules disminuirà.
E. Si el volum de gas augmenta, la pressió del gas disminuirà.
Discussió
Se sap que:
Fórmula de la pressió: P = (2N / 3V) EK
P = pressió
N = nombre de molècules de partícules de gas
V = volum de gas
EK = energia cinètica mitjana
P és directament proporcional a N i EK
P és inversament proporcional a V
N és directament proporcional al volum
N és inversament proporcional a EK
Preguntat: Afirmació correcta
Resposta:
A és incorrecta perquè, segons la fórmula anterior, la pressió del gas (P) depèn de l'energia cinètica, no de l'energia cinètica mitjana.
B és incorrecta perquè la pressió depèn de l'energia cinètica del gas, no a l'inrevés.
C és incorrecta perquè, segons la fórmula anterior, la temperatura no depèn de la pressió.
D és incorrecta perquè N és inversament proporcional a EK, és a dir que si N és gran, aleshores EK és gran.
E és correcta perquè la pressió (P) és inversament proporcional al volum (V).
La resposta correcta és E.
12. Si un gas ideal en un recipient es comprimeix (es pressiona), el gas experimentarà...
A. Disminució de la velocitat de les partícules
B. Disminució de la temperatura
C. Augment de la temperatura
D. Addició de partícules de gas
E. Reducció de partícules de gas
Discussió
Llei dels gasos ideals (en mols) :
PV = nRT
Llei dels gasos ideals (en nombre de molècules) :
PV = NkT
La relació entre l'energia cinètica i la temperatura del gas :
EK = 3/2 kT
Informació:
P = pressió, V = volum, T = temperatura, n = nombre de mols, N = nombre de molècules, R = constant universal dels gasos, k = constant de Boltzmann
A partir de les tres fórmules anteriors, s'arriba a les conclusions següents:
– Si el gas es comprimeix, el volum (V) del gas disminueix.
– Si el volum (V) del gas disminueix, la pressió (P) del gas augmenta i la temperatura (T) del gas augmenta.
– L'habitació està tancada (V és constant), per tant, el nombre de mols de gas (n) i el nombre de partícules de gas (N) no canvien.
– Si la temperatura (T) del gas augmenta, l'energia cinètica (EK) del gas augmenta. Si l'energia cinètica del gas augmenta, la velocitat de moviment de les partícules del gas augmenta (EK = ½ mv)2, v = velocitat).
La resposta correcta és C.
13. Una quantitat de gas ideal en un tub tancat s'escalfa isocòricament de manera que la seva temperatura augmenta fins a quatre vegades la seva temperatura original. L'energia cinètica mitjana de les molècules de gas ideal és...
A. ¼ vegades l'original
B. ½ vegades l'original
C. Igual que abans
D. 2 vegades més
E. 4 vegades original
Discussió
Isòcor = volum constant
La relació entre l'energia cinètica mitjana (EK) i la temperatura (T) d'un gas s'expressa mitjançant la següent equació:
EK = 3/2 kT
Descripció: EK = energia cinètica, T = temperatura, 3/2 = constant, k = constant de Boltzmann.
Segons aquesta fórmula, sembla que l'energia cinètica és directament proporcional a la temperatura. Per tant, com més alta sigui la temperatura, més gran serà l'energia cinètica. Si la temperatura es quadruplica, l'energia cinètica també es quadruplicarà.
La resposta correcta és E.
14. Un gas ideal amb pressió P i volum V en un espai tancat. Si la pressió del gas a l'espai es redueix a 1/4 del seu valor original a un volum constant, aleshores la relació entre l'energia cinètica abans i després de la reducció de la pressió és...
A. 1:4
B. 1:2
C. 2:1
D. 4: 1
E. 5:1
Discussió
És conegut :
Volum inicial = V
Volum final = V
Pressió inicial del gas = P
Pressió final del gas = ¼ P
Preguntat : comparació de l'energia cinètica inicial i l'energia cinètica final (EK)1 : EK2)
Jawab :
La relació entre la pressió (P), el volum (V) i l'energia cinètica (EK) del gas:
Comparació de l'energia cinètica inicial i l'energia cinètica final:
La resposta correcta és D.
15. La temperatura d'un gas ideal en un tub es formula com EK = 3/2 kT, on T representa la temperatura absoluta i EK = l'energia cinètica mitjana de les molècules de gas. Basant-nos en l'equació anterior...
A. Com més alta sigui la temperatura del gas, més petita serà la seva energia cinètica.
B. Com més alta sigui la temperatura del gas, més lentament es mouen les partícules del gas.
C. Com més alta sigui la temperatura del gas, més ràpid es mouen les partícules de gas.
D. La temperatura del gas és inversament proporcional a l'energia cinètica del gas
E. La temperatura del gas no afecta el moviment de les partícules del gas.
Discussió
Segons la fórmula anterior, la temperatura és directament proporcional a l'energia cinètica. Com més alta sigui la temperatura, més gran serà l'energia cinètica. L'energia cinètica és proporcional a la velocitat de moviment de les partícules de gas (EK = ½ mv).2, on EK = energia cinètica, v = velocitat). Com més gran sigui l'energia cinètica, més ràpid es mouran les partícules de gas.
La resposta correcta és C.
7. Factors que influeixen en l'energia cinètica d'un gas en un espai tancat:
(1) pressió
(2) volum
(3) temperatura
(4) tipus de substàncies
L'afirmació correcta és….
A. (1) i (2)
B. (1) i (3)
C. (1) i (4)
D. (2) només
E. (3) només
Discussió
L'espai és tancat, de manera que el volum de gas és constant i no afecta l'energia cinètica.
La resposta correcta és B.
16. Presta atenció a la següent afirmació!
(1) El nombre de partícules de gas augmenta
(2) El nombre de mols es redueix
(3) La temperatura augmenta
(4) Augment del volum
Els factors que poden augmentar la pressió del gas en un espai tancat s'indiquen amb el nombre...
Discussió
L'equació de la pressió d'un gas en un espai tancat:
Informació:
P = pressió, N = nombre de molècules de gas, m = massa, v = velocitat mitjana de les molècules, V = volum del recipient, n = nombre de mols.
Basant-nos en l'equació anterior,
Si augmenta el nombre de partícules de gas (N), augmenta la pressió del gas (P).
Si es redueix el nombre de mols (n), aleshores es redueix la pressió del gas (P).
Si augmenta la temperatura (T), augmenta la pressió del gas (P).
Si el volum (V) augmenta, la pressió del gas (P) disminueix.
Així doncs, els factors que poden augmentar la pressió del gas en un espai tancat són 1 i 3.
17. El gas argó es troba en una habitació tancada quan la temperatura canvia a 2 vegades l'original, aleshores la velocitat de moviment de les partícules de gas argó canvia a... vegades l'original.
Discussió
Se sap:
Temperatura inicial = T
Temperatura final = 2T
Velocitat inicial = v
Preguntat: Velocitat final = ….v
Resposta:
La fórmula de la relació entre la velocitat, l'energia cinètica mitjana i la temperatura del gas:
Informació:
v = velocitat, k = constant de Bolztmann, T = temperatura, m = massa
Velocitat inicial:
Suposem k = 1, T = 1 i m = 1.
Si la temperatura final = 2, la velocitat final és:
Velocitat final = √2 vegades l'original.
18. Una quantitat de gas ideal monoatòmic té inicialment una pressió de 120 kPa. Aleshores, el gas s'escalfa a pressió constant de manera que s'expandeix. Suposem que la constant universal dels gasos s'expressa com a R J.mol-1.K-1Si en el procés la temperatura del gas augmenta a 38,4/R Kelvin i el treball per kmol realitzat pel gas per expandir-se és de 8,4 J, aleshores el volum inicial del gas per kmol és...
A. 210 cc
B. 225 cc
C. 235 cc
D. 240 cc
E. 250 cc
Discussió
Se sap:
Pressió (P) = 120 kPa = 120.000 Pascals
Constant universal dels gasos = R
Temperatura (T) = 38,4/R
Treball (W) per quilomol = 8,4 Joules
Preguntat: Volum inicial (V1) per quilòmol
Resposta:
Calcula el volum final (V2):
PV2 = n RT
120.000 (V)2) = R (38,4/R)
120.000 (V)2) = 38,4
V2 = 38,4 / 120.000
V2 = 0,00032
V2 = 0,32 x 10-3 m3/kmol
V2 = 0,32 x 10-3 x 106 cm3/kmol
V2 = 0,32 x 103 cm3/kmol
V2 = 320 cm3/kmol
V2 = 320 cc/kmol
Calcula el volum inicial (V1):
W = P (V2 - V1)
8,4 = 120 x 103 (0,32 x 10-3 - V1)
8,4 = 120 x 103 x 0,32 x 10-3 – (120 x 103 V1)
8,4 = 120 x 0,32 – (120 x 103 V1)
8,4 = 38,4 – (120 x 103 V1)
(120 x 103 V1) = 38,4 – 8,4
(120 x 103 V1) = 30
V1 = 30 / (120 x 103)
V1 = 0,25 x 10-3 m3
V1 = 0,25 x 10-3 x 106 cm3
V1 = 0,25 x 103 cm3
V1 = 250 cm3
V1 = 250 cc
La resposta correcta és E.
19. El gas argó es pot considerar un gas ideal. Inicialment, el gas té energia interna E1 i la temperatura T1El gas experimenta un procés fent un treball W, alliberant energia Q i l'estat final d'energia interna és E.f i la temperatura TfLa magnitud del canvi d'energia es representa a la imatge superior. Quina és la conclusió d'aquest procés?
A. El gas experimenta un procés isobàric i Tf < Ti
B. El gas experimenta un procés adiabàtic i Tf < Ti
C. El gas experimenta un procés isocòric i Tf < Ti
D. El gas experimenta un procés isotèrmic i Tf =Ti
E. El gas experimenta un procés isocòric i Tf =Ti
Discussió
Segons la imatge, l'energia inicial (Ei) i energia final (Ef) no canvia, és a dir, el canvi energia interna val zero. La fórmula per als canvis d'energia interna: ΔU = 3/2 N k ΔT
Segons aquesta fórmula, si el canvi energia interna zero (ΔU=0), aleshores el canvi de temperatura també és zero (ΔT=0). Un canvi de temperatura zero significa que la temperatura no canvia. Si la temperatura no canvia, aleshores el gas està experimentant un procés isotèrmic.
La resposta correcta és D.
Font de la pregunta:
Preguntes de física de l'examen nacional per a secundària/institut professional
