Řešené úlohy ze základní fyziky

1. Iobchod s plyny v uzavřený kontejner zpočátku mají objem V a tlak P. Pokud je konečný tlak 4P a objem je udržován konstantní, jaká je hodnota ra?tio počáteční kinetické energie s konečnou Kinetická energie.

Známý:

Počáteční tlak (P₁) = P

Závěrečný tlak (P₂) = 4P

Počáteční objem (V₁) = V

Konečný objem (V₂) = V

Hledám: Poměr počáteční kinetické energie ke konečné kinetické energii (KE₁ : K.E₂)

Řešení:

Vztah mezi tlakem (P), objemem (V) a kinetickou energií (KE) ideální plyny :

Poměr počáteční kinetické energie k konečné kinetické energii:

2. Jaká je průměrná translační kinetická energie molekul v ideálním plynu při 57^oC.

Známý:

Teplota plynu (T) = 57^oC + 273 = 330 Kelvinů

Boltzmannkonstanta (k) = 1.38 × 10^-23 Joule/Kelvin

Hledám: Průměrná translační kinetická energie

Řešení:

Vztah mezi kinetickou energií (KE) a teplota plynu (T) :

Průměrná translační kinetická energie:

3. Plyn na 27^oC v uzavřené nádobě. Pokud se kinetická energie plynu zvýší dvojnásobně oproti počáteční kinetické energii, pak konečná teplota plynu bude…

Známý:

Počáteční teplota (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

Počáteční kinetická energie = K.E

Konečná kinetická energie = 4 KE

Hledám: Konečná teplota (T₂)

Řešení:

4. Ideální plyn se nachází v uzavřené nádobě, je zahříván, takže je konečný průměrná rychlost průměrná rychlost částic plynu se ztrojnásobí oproti počáteční průměrné rychlosti. Pokud je počáteční teplota plynu 27^oC, pak je konečná teplota ideálního plynu…

Známý:

Počáteční teplota = 27^oC + 273 = 300 Kelvinů

Počáteční rychlost = v

Konečná rychlost = 2v

Hledáme : Tkonečná teplota ideálního plynu

Řešení:

Konečná průměrná rychlost = 2x počáteční průměrná rychlost

5. V prostoru o objemu 36 litrů se nacházejí tři moly plynu. Každá molekula plynu má kinetickou energii 5 x 10^-21 Joule. Univerzální plynová konstanta = 8.315 J/mol·K a Boltzmannova konstanta = 1.38 x 10^-23 J/K. Jaký je tlak plynu v nádobě?

Známý:

Počet molů (n) = 3 moly

Objem = 36 litrů = 36 dm³ = 36 x 10^-3 m³

Boltzmannova konstanta (k) = 1.38 x 10^-23 J/K

Kinetická energie (KE) = 5 x 10^-21 joule

Univerzální plynová konstanta (R) = 8.315 J/mol·K

Hledáme Tlak plynu (P)

Řešení:

Vypočítejte teplotu pomocí rovnice kinetické energie plynu.

Vypočítejte tlak plynu pomocí rovnice ideálního plynu (v počtu molů, n):

PV = n RT

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

P (36 x 10^-3) = 6024.22

Tlak plynu je 1.67 x 10⁵ Pascal nebo 1.67 atmosféry.

Více informací

1. Iobchod s plyny v uzavřený kontejner zpočátku mají objem V a teplota Q. Konečná teplota je 5/4T a konečná tlak je 2P. Jaký je konečný objem plynu?

Známý:

Počáteční objem (V₁) = V

Počáteční teplota (T₁) = T

Konečná teplota (T₂) = 5/4 T

Počáteční tlak (P₁) = P

Konečný tlak (P₂) = 2P

Hledám: Konečný objem (V₂)

Řešení:

2. Určete objem 2.00 molues plynů (ideální plyn) za normálních teplot (STP). STP = Standardní teplota a tlak.

Známý:

Moly plynu (n) = 2 moles

Standardní teplota (T) = 0 ^oC = 0 + 273 = 273 Kelvinů

Standardní tlak (P) = 1 atm = 1.013 x 10⁵ Pa

Univerzální plynová konstanta (R) = 8.315 Joulů/mole.Kelvin

Hledáme Objem plynů (V)

Řešení:

Rovnice Zákon ideálního plynu (v počtu molů, n)

Objem 2 molů plynů je 44.8 litru.

Objem 1 molu plynů je 45.4 litru / 2 = 22.4 litru.

Objem 1 molu libovolného plynu je 22.4 litru.

3. 4 litry kyslíkového plynu mají teplotu 27 °C a tlak 2 atm (1 atm = 10⁵ Pa) v uzavřené nádobě. Univerzální plynová konstanta (R) = 8.314 J·mole^-1.K^-1 a Avogadrovo číslo (N_A) = 6.02 x 10²³ molekul/moleJaké jsou molekuly kyslíkových plynů v nádobě?

Známý:

Objem plynů (V) = 4 litry = 4 dm³ = 4 x 10^-3 m³

Teplota plynů (T) = 27^oC = 27 + 273 = 300 Kelvinů

Tlak plynů (P) = 2 atm = 2 x 10⁵ Pa

Univerzální plynová konstanta (R) = 8.314 J.mole^-1.K^-1

Avogadrovo číslo (N_A) = 6.02 x 10²³

Hledáme Jaké jsou molekuly kyslíkových plynů v nádobě (N)

Řešení:

V 1 molu kyslíku je 1.93 x 10²³ molekuly kyslíku.

4. Nádoba obsahující neon (Ne, atomová hmotnost = 20 u) při standardní teplotě a tlaku (STP)) má objem 2 m³Určete hmotnost neonu!

Známý:

Atomová hmotnost neonu = 20 gramů/mole = 0,02 kg/mole

Standardní teplota (T) = 0^oC = 273 Kelvinů

Standardní tlak (P) = 1 atm = 1.013 x 10⁵ Pascal

Objem (V) = 2 m³

Hledáme : hmota (Pan) neonového plynu

Řešení:

Při standardní teplotě a tlaku (bezvodý roztok), 1 mole jakýchkoli plynů, obsahují neon, mít objem 22.4 litrs = 22.4 dm³ = 0.0448 XNUMX XNUMX m³.

V objemu 2 m³, existuje 44.6 molů neonového plynu.

Relativní atomová hmotnost neonu je 20 gramů/mol.

To znamená, že v 1 molu je 20 gramů neboli 0.02 kg neonového plynu. Protože v 1 molu je 0.02 kg neonového plynu, pak ve 44.6 molu je 44.6 molů x 0.02 kg/mol = 0.892 kg = 892 gramů neonového plynu.

Více informací

1. Iplyny zpočátku mají tlak P a teplota T. Plyn prochází izochorický proces takže konečný tlak se stane čtyřnásobkem počátečního tlaku. Jaká je konečná teplota plynu?

Známý:

Počáteční tlak (P₁) = P

Konečný tlak (P₂) = 4P

Počáteční teplota (T₁) = T

Hledám: Konečná teplota (T₂)

Řešení:

Vzorec Gay-Lussacův zákon :

Konečná teplota se stává čtyřnásobkem počáteční teploty.

2. V uzavřené nádobě mají ideální plyny zpočátku teplotu 27^oC. Pokud Konečný tlak se zdvojnásobí oproti počátečnímu tlaku, jaká je konečná teplota?

Známý:

Počáteční tlak (P₁) = P

Konečný tlak (P₂) = 2P

Počáteční teplota (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

Hledám: Konečná teplota (T₂)

Řešení:

3. Pneumatika je nahuštěna na přetlak 2 atm při teplotě 27 °C. Po jízdě teplota uvnitř pneumatiky stoupne na 47 °C. Jaký je nyní tlak v pneumatice?

Známý:

Atmosférický tlak = 1 atm = 1 x 10⁵ Pa

Počáteční přetlak = 2 atm = 2 x 10⁵ Pa

Počáteční absolutní tlak (P₁) = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x 10⁵ Pa

Počáteční teplota (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

Konečná teplota (T₁) = 47^oC + 273 = 320 K

Hledá se: Konečná teplota měřidla

Řešení:

Konečný přetlak = konečný absolutní tlak – atmosférický tlak

Konečný přetlak = 3.2 atm – 1 atm

Konečný přetlak = 2.2 atm

Více informací

1. V uzavřené nádobě se plyn rozpíná tak, že konečný objem se ztrojnásobí oproti původnímu objemu (V = počáteční objem, T = počáteční teplota). Jaká je konečná teplota?

Známý:

Počáteční objem (V₁) = V

Konečný objem (V₂) = 3V

Počáteční teplota (T₁) = T

Hledám: Konečná teplota (T₂)

Řešení:

Vzorec Charlesův zákon :

Konečná teplota plynů se ztrojnásobí oproti počáteční teplotě.

2. IPlyny zpracovávané na bázi ethanolu mají zpočátku objem V a teplotu T. Pokud plyn podstoupí izobarický proces aby se teplota stala dvojnásobkem počáteční teploty, pak je konečný objem plynů…

Známý:

Počáteční objem (V₁) = V

Počáteční teplota (T₁) = T

Konečná teplota (T₂) = 2T

Hledám: konečný objem (V₂)

Řešení:

Konečný objem plynů se zdvojnásobí oproti původnímu objemu.

3. V uzavřené nádobě mají ideální plyny zpočátku objem 2 litry a teplotu 27^oC. Pokud konečný objem plynů dosáhne 3 litrů, pak je konečná teplota…

Známý:

Počáteční objem (V₁) = 2 litry = 2 dm³ = 2 x 10^-3 m³

Konečný objem (V₂) = 3 litry = 3 dm³ = 3 x 10^-3 m³

Počáteční teplota (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

Hledá se: Konečná teplota (T₂)

Řešení:

Konečná teplota je 177^oC neboli 177 + 273 = 450 Kelvinů.

Více informací

1. Některé ideální plyny mají zpočátku tlak P a objem V. Pokud plyn prochází izotermický proces takže konečný tlak se stane čtyřnásobkem počátečního tlaku, pak konečný objem plynu je…

Známý:

Počáteční tlak (P₁) = P

Závěrečný tlak (P₂) = 4P

Počáteční objem (V₁) = V

Hledám: Konečný objem (V₂)

Řešení:

Vzorec Boyleův zákon :

Současná hodnota = konstantní

P₁ V₁ = P₂ V₂

(P)(V) = (4P)(V)₂)

V = 4 V₂

V₂ = V / 4 = ¼ V

Konečný objem plynů je ¼ krát počáteční objem.

2. V uzavřené nádobě se plyn rozpíná tak, že Přečtěte si prosím pečlivě tento dokument, abyste pochopili naše zásady a postupy týkající se vašich údajů a toho, jak s nimi budeme nakládat. Pokud s našimi zásadami a postupy nesouhlasíte, máte možnost nepoužívat naše stránky. Přístupem na stránky nebo jejich používáním souhlasíte s těmito Zásadami ochrany osobních údajů. objem se stává 2násobek počátečního objemu (V = počáteční objem, P = počáteční tlak). Konečný tlak plynů je…

Známý:

Počáteční tlak (P₁) = P

Počáteční objem (V₁) = V

Konečný objem (V₂) = 2V

Hledáme : Závěrečný tlak (P₂)

Řešení:

P₁ V₁ = P₂ V₂

Současná hodnota = P₂ (2V)

P = P₂ (2)

P₂ = P / 2 = ½ P

Tlak plynu se zvýší na polovinu oproti původnímu tlaku.

3. V uzavřené nádobě se plyny nacházejí o tlaku 2 atm a objemu 1 litr. Pokud tlak plynu dosáhne 4 atm, objem plynu se zvětší...

Známý:

Počáteční tlak (P₁) = 2 atm = 2 x 10⁵ Pa

Závěrečný tlak (P₂) = 4 atm = 4 x 10⁵ Pa

Počáteční objem (V₁) = 1 litr = 1 dm³ = 1 x 10^-3 m³

Hledáme : Konečný objem (V₂)

Řešení:

P₁ V₁ = P₂ V₂

(2 x 10 ⁵)(1 × 10^-3) = (4 × 10⁵) V₂

(1)(1 × 10^-3) = (2) V₂

1 x 10 ^-3 = (2) V₂

V₂ = ½ x 10^-3

V₂ = 0.5 x 10^-3 m³ = 0.5 dm³ = 0.5 litrs

Více informací

1. Tři kondenzátory, C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 4 μF, jsou zapojené sériově a paralelněUrčete kapacitu jednoho kondenzátoru, který bude mít stejný účinek jako kombinace.

Známý:

Kondenzátor C₁ = 2 μF

Kondenzátor C₂ = 4 μF

Kondenzátor C₃ = 4 μF

Hledá se: Ekvivalentní kapacita (C)

Řešení:

Kondenzátor C₂ a C₃ zapojených paralelně. Ekvivalentní kapacita:

C_P = C₂ + C₃ = 4 + 4 = 8 μF

Kondenzátor C₁ a C_p zapojené sériově. Ekvivalentní kapacita:

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

C = 8/5 μF

2. Pět kondenzátory, C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 6 μF, C₄ = 5 μF, C₅ = 10 μF, jsou zapojeny sériově a paralelně. Určete kapacitu jednoho kondenzátoru, který bude mít stejný účinek jako kombinace.

Známý:

Kondenzátor C₁ = 2 μF

Kondenzátor C₂ = 4 μF

Kondenzátor C₃ = 6 μF

Kondenzátor C₄ = 5 μF

Kondenzátor C₅ = 10 μF

Hledá se: Ekvivalentní kapacita (C)

Řešení:

Kondenzátor C₂ a C₃ jsou zapojeny paralelně. Ekvivalentní kapacita:

C_P = C₂ + C₃

C_P = 4 + 6

C_P = 10 μF

Kondenzátor C₁C_PC₄ a C₅ jsou zapojeny sériově. Ekvivalentní kapacita:

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 μFC₂ = 4 μF a C₃ = 3 μF, jsou zapojeny sériově a paralelně. Určete elektrická energie na obvody.

Známý:

Kondenzátor C₁ = 3 μF

Kondenzátor C₂ = 4 μF

Kondenzátor C₃ = 3 μF

Hledá se: Ekvivalentní kapacita (C)

Řešení:

Kondenzátor C₂ a C₃ jsou zapojeny paralelně. Ekvivalentní kapacita:

C_P = C₂ + C₃

C_P = 4 + 3

C_P = 7 μF

Kondenzátor C₁ a C_P jsou zapojeny sériově. Ekvivalentní kapacita:

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 × 10^-6 F

Elektrická energie na obvodech:

E = ½ životního cyklu²

E = ½ (2.1 x 10 ^-6)(12²)

E = ½ (2.1 × 10^-6) (144)

E = (2.1 × 10^-6) (72)

E = 151.2 x 10^-6 joule

E = 1.5 x 10^-4 joule

Více informací

1. Čtyři kondenzátory, C₁ = 2 μF, C₂ = 1 μF, C₃ = 3 μF, C₄ = 4 μF, jsou zapojeny v sérieUrčete kapacitu jednoho kondenzátor což bude mít stejný účinek jako kombinace.

Známý:

Kondenzátor C₁ = 2 μF

Kondenzátor C₂ = 1 μF

Kondenzátor C₃ = 3 μF

Kondenzátor C₃ = 4 μF

Hledá se: Ekvivalentní kapacita

Řešení:

Ekvivalentní kapacita:

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 XNUMX XNUMX

C = 12/25 XNUMX XNUMX

C = 0.48

Ekvivalentní kapacita celé kombinace is 0.48 μF.

2. Určete náboj na kondenzátoru C₁ v případě, že potenciální rozdíl mezi P a Q is 12 Volt…

Známý:

Kondenzátor C₁ = 10 μF= 10 x 10 ^-6 F

Kondenzátor C₂ = 20 μF= 20 x 10 ^-6 F

Potenciální rozdíl (V) = 12 Volt

Hledá se: náboj na kondenzátoru C₁ (Q₁)

Řešení:

Ekvivalentní kapacita:

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

Elektrický náboj na ekvivalentním kondenzátoru:

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

Q = 80 μC

Kondenzátory jsou zapojeny sériově takže elektrický náboj na ekvivalentních kondenzátorech = elektrický náboj na kondenzátorech C₁ = elektrický náboj na kondenzátoru C₂.

Elektrický náboj na kondenzátoru C₁ je 80 μC.

3. Dva kondenzátory, C₁ = 2 μF a C₂ = 4 μF, jsou zapojeny sériově. Kondenzátory jsou nabité. Rozdíl potenciálů na kondenzátoru C₁ je 2 volty. Elektrický náboj na kondenzátoru C₂ je…

Známý:

Cvodacitor C₁ = 2 μF = 2 x 10^-6 F

Cvodacitor C₂ = 4 μF = 4 x 10^-6 F

Rozdíl potenciálů na kondenzátoru C₁ (V₁) = 2 voltů

Hledáme : Elektrický náboj na kondenzátoru C₂.

Řešení:

Elektrický náboj na kondenzátoru C₁ :

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

Q₁ = 4 μC

Kondenzátory jsou zapojeny sériově, takže na nich vzniká elektrický náboj. C₁ = elektrický náboj na kondenzátoru C₂.

Náboj na kondenzátoru C₂ is 4 μC.

Více informací

1. Čtyři kondenzátoryC₁ = 2 μF, C₂ = 1 μF, C₃ = 3 μF, C₄ = 4 μF, jsou zapojeny paralelně. Určete kapacitu jednoho kondenzátoru, který bude mít stejný účinek jako kombinace.

Známý:

Kondenzátor C₁ = 2 μF

Kondenzátor C₂ = 1 μF

Kondenzátor C₃ = 3 μF

Kondenzátor C₃ = 4 μF

Hledá se: Ekvivalentní kapacita

Řešení:

Ekvivalentní kapacita:

C = C₁ + C₂ + C₃

C = 4 μF+2 μF+3 μF = 9 μF

Ekvivalentní kapacita celé kombinace je 9 μF.

2. Určete poplatek na kondenzátoru C₂ v případě, že potenciální rozdíl mezi bodem A a B je 9 voltů…

Známý:

Cvodacitor C₁ = 20 μF = 20 x 10^-6 F

Cvodacitor C₂ = 30 μF = 30 x 10^-6 F

Potenciální rozdíl mezi body A a B (V_AB) = 9 voltů

Hledáme : náboj na kondenzátoru C₂ (Q₂)

Řešení:

Potenciální rozdíl:

Kondenzátory jsou zapojeny paralelně takže rozdíl potenciálů mezi A a B (V_AB) = rozdíl potenciálů na kondenzátoru C₁ (V₁) = rozdíl potenciálů na kondenzátoru C₂ (V₂) = 9 voltů.

Elektrický náboj na kondenzátoru C₂ :

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

Q₂ = 270 μC

Elektrický náboj na kondenzátoru C₂ is 270 μC.

3. Tři kondenzátory, C₁ = 4 μF, C₂ = 2 μF, C₃ = 3 μF, jsou zapojeny paralelně. Kondenzátory se nabíjejí. Rozdíl potenciálů na kondenzátoru C₂ je 4 volty. Určete

(a) Elektrický náboj na kondenzátoru C₁C₂ a C₃

(b) Elektrický náboj na ekvivalentním kondenzátoru celé kombinace

Známý:

Cvodacitor C₁ = 4 μF = 4 x 10^-6 F

Ckondenzátor C₂ = 2 μF = 2 x 10^-6 F

Ckondenzátor C₃ = 3 μF = 3 x 10^-6 F

Potenciální rozdíl na kondenzátoru C₂ (V₂) = 4 voltů

Hledáme : Elektrický náboj na kondenzátoru C₃ (Q₃)

Řešení:

() Elektrický náboj na kondenzátoru C₃

Rozdíl potenciálů na kondenzátoru C₃ :

Kondenzátory jsou zapojeny paralelně tak, aby rozdíl potenciálů na kondenzátoru... C₃ (V₃) = rozdíl potenciálů na kondenzátoru C₂ (V₂) = rozdíl potenciálů na kondenzátoru C₁ (V₁) = rozdíl potenciálů na ekvivalentním kondenzátoru (V) = 4 volty

Elektrický náboj na kondenzátoru C₁ :

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

Q₁ = 16 μC

Elektrický náboj na kondenzátoru C₂ :

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

Q₂ = 8 μC

Elektrický náboj na kondenzátoru C₃ :

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

Q₃ = 12 μC

(B) Elektrický náboj na ekvivalentním kondenzátoru

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃

Q = 16 μC+8 μC+12 μC = 36 μC

Alternativní řešení:

Ekvivalentní kapacita:

C = C₁ + C₂ + C₃

C = 4 μF+2 μF+3 μF = 9 μF

C = 9 × 10^-6 F

Rozdíl potenciálů na ekvivalentním kondenzátoru:

V₁ = V₂ = V₃ = V = 4 volty

Elektrický náboj na ekvivalentním kondenzátoru:

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

Q = 36 μC

Více informací