Παραδείγματα ερωτήσεων για τον νόμο των ιδανικών αερίων

18 Παραδείγματα Ερωτήσεων Νόμου Ιδανικών Αερίων

1. Ένα ιδανικό αέριο σε έναν χώρο έχει αρχικά όγκο V και θερμοκρασία T. Εάν το αέριο θερμανθεί έτσι ώστε η θερμοκρασία να αλλάξει σε 5/4 T και η πίεση να αλλάξει σε 2P, τότε ο όγκος του αερίου αλλάζει σε...

Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Αρχικός όγκος (V₁) = V
Αρχική θερμοκρασία (T₁) = Τ
Τελική θερμοκρασία (T₂) = 5/4 Τ
Αρχική πίεση (P₁) = Π
Τελική πίεση (P₂) = 2P
Ερωτηθείς Τελικός όγκος (V₂)
Jawab :
Ο όγκος του αερίου αλλάζει σε 5/8 φορές τον αρχικό όγκο.

2. Ο όγκος 2 γραμμομορίων αερίου σε κανονική θερμοκρασία και πίεση (STP) είναι…

Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Αριθμός γραμμομορίων αερίου (n) = 2 γραμμομορίων
Τυπική θερμοκρασία (T) = 0 ^oC = 0 + 273 = 273 βαθμοί Κέλβιν
Τυπική πίεση (P) = 1 atm = 1,013 x 10⁵ Pascal
Παγκόσμια σταθερά αερίων (R) = 8,315 Joules/mol.Kelvin
Ερωτηθείς Όγκος αερίου (V)
Jawab :
Νόμος των ιδανικών αερίων (σε αριθμό γραμμομορίων, n)
Ο όγκος 2 γραμμομορίων αερίου είναι 44,8 λίτρα.
Ο όγκος 1 mol αερίου είναι 45,4 λίτρα / 2 = 22,4 λίτρα.
Έτσι, ο όγκος 1 γραμμομορίου αερίου, είτε πρόκειται για οξυγόνο είτε για ήλιο είτε για αργό είτε για οποιοδήποτε άλλο αέριο, είναι 22,4 λίτρα.

3. 4 λίτρα αερίου οξυγόνου σε θερμοκρασία 27°C σε πίεση 2 atm (1 atm = 10⁵ Pa) βρίσκεται σε ένα δοχείο. Εάν η παγκόσμια σταθερά αερίων R = 8,314 J.mol^-1.K^-1 και ο αριθμός N του Avogadro_A X 6,02 10²³ μόρια, τότε ο αριθμός των μορίων αερίου οξυγόνου στο δοχείο είναι...
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Όγκος αερίου (V) = 4 λίτρα = 4 dm³ = 4 χ 10^-3 m³
Θερμοκρασία αερίου (T) = 27^oC = 27 + 273 = 300 βαθμοί Κέλβιν
Πίεση αερίου (P) = 2 atm = 2 x 10⁵ Pascal
Παγκόσμια σταθερά αερίων (R) = 8,314 J.mol^-1.K^-1
Αριθμός Αβογκάντρο (N_A) = 6,02 x 10²³
Ερωτηθείς Αριθμός μορίων οξυγόνου αερίου στο δοχείο (N)
Jawab :
Σταθερά του Μπόλτσμαν :
Νόμος των ιδανικών αερίων (σε αριθμό μορίων, N)
Σε 1 γραμμομόριο αερίου οξυγόνου, υπάρχουν 1,93 x 10²³ μόρια οξυγόνου.

4. Ένα δοχείο που περιέχει αέριο νέον (Ne, ατομική μάζα = 20 u) σε κανονική θερμοκρασία και πίεση (STP) έχει όγκο 2 m³Προσδιορίστε τη μάζα του αερίου νέον!
Είναι γνωστό :
Ατομική μάζα νέου = 20 γραμμάρια/mol = 0,02 kg/mol
Τυπική θερμοκρασία (T) = 0^oC = 273 Kelvin
Τυπική πίεση (P) = 1 atm = 1,013 x 10⁵ Pascal
Όγκος (V) = 2 m³
Ερωτηθείς : μάζα (m) αερίου νέον
Jawab :
Σε κανονική θερμοκρασία και πίεση (STP), 1 γραμμομόριο οποιουδήποτε αερίου, συμπεριλαμβανομένου του αερίου νέον, έχει όγκο 22,4 λίτρα = 22,4 dm3.³ = 0,0448 m³Έτσι, σε όγκο 2 m³ Πόσα γραμμομόρια αερίου νέον υπάρχουν;
Σε όγκο 2 m³ υπάρχουν 44,6 γραμμομόρια αερίου νέον.
Η σχετική ατομική μάζα του αερίου νέον είναι 20 γραμμάρια/mol. Αυτό σημαίνει ότι 1 γραμμομόριο περιέχει 20 γραμμάρια ή 0,02 kg αερίου νέον. Δεδομένου ότι 1 γραμμομόριο περιέχει 0,02 kg αερίου νέον, 44,6 γραμμομόρια περιέχουν (44,6 γραμμομόρια) (0,02 kg/mol) = 0,892 kg = 892 γραμμάρια αερίου νέον.

5. Ερωτήσεις Εθνικής Εξέτασης SMA/MA 2017 Αρ. 22

Ένα ιδανικό αέριο τοποθετείται σε ένα κλειστό δοχείο και ο όγκος του μειώνεται στο μισό σε σταθερή θερμοκρασία. Η πίεση του αερίου είναι τώρα…

Α. 4 φορές πρωτότυπο

Β. 2 φορές ξανά

Γ. 1 φορά ξανά

Δ. 1/2 φορές το αρχικό

Ε. 1/4 του πρωτοτύπου

Συζήτηση

Είναι γνωστό ότι:

Αρχικός όγκος = V

Τελικός όγκος = 1/2 V

Αρχική πίεση = P

Σταθερή θερμοκρασία

Ερωτηθείς: Τελική πίεση

Απάντηση:

P₁ V₁ / Τ₁ = Ρ₂ V₂ / Τ₂ —–> Σταθερή θερμοκρασία (T)

P₁ V₁ = Ρ₂ V₂

P V = Ρ₂ (1/2 V)

P = Ρ₂ (1 / 2)

2P = Ρ₂

Η πίεση του αερίου διπλασιάζεται.

Η σωστή απάντηση είναι η Β.

6. Ερώτηση αριθ. 21 για τις Πανελλαδικές Εξετάσεις Φυσικής SMA/MA 2015/2016

Δώστε προσοχή στην παρακάτω δήλωση!

(1) Κάθε σωματίδιο κινείται πάντα προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση

(2) Τα σωματίδια αερίου κατανέμονται ομοιόμορφα σε όλο το δωμάτιο.

(3) Το μέγεθος των σωματιδίων αερίου μπορεί να αγνοηθεί σε σύγκριση με το μέγεθος του δοχείου.

(4) Κάθε σύγκρουση σωματιδίων αερίου που συμβαίνει είναι τέλεια ελαστική.

(5) Λαμβάνεται υπόψη η ελκτική δύναμη μεταξύ των σωματιδίων.

Η πρόταση που αντιστοιχεί στις ιδιότητες των ιδανικών αερίων είναι…

Α. Μόνο (1) και (3)

Β. Μόνο (2) και (4)

Γ. Μόνο (1), (2) και (3)

Δ. (2), (3) και (4)

Ε. (3), (4) και (5)

Συζήτηση

Οι σωστές προτάσεις είναι 1, 2, 3, 4.

7. Ερώτηση αριθ. 21 για τις Πανελλαδικές Εξετάσεις Φυσικής SMA/MA 2015/2016

Παρακάτω αναφέρονται τα στοιχεία που σχετίζονται με το φυσικό αέριο:

(1) Τα σωματίδια της ύλης κινούνται σε ευθεία γραμμή με σταθερή ταχύτητα τυχαία.

(2) Οι συγκρούσεις που συμβαίνουν μεταξύ σωματιδίων προκαλούν απώλεια λίγης ενέργειας από τα σωματίδια.

(3) Τα σωματίδια αερίου κατανέμονται ομοιόμορφα σε όλο το δωμάτιο.

(4) Οι νόμοι κίνησης του Νεύτωνα ισχύουν μόνο για μονοατομικά σωματίδια αερίου.

(5) Το χρονικό διάστημα που απαιτείται για τις συγκρούσεις μεταξύ των σωματιδίων είναι πολύ σύντομο.

Από αυτές τις δηλώσεις, οι ιδιότητες των ιδανικών αερίων περιλαμβάνουν...

Α. (1), (2), (5)

Β. (1), (3), (5)

Γ. (2), (3), (4)

Δ. (2), (4), (5)

Ε. (3), (4), (5)

Συζήτηση

Οι σωστές προτάσεις είναι 1, 3, 5.

Η σωστή απάντηση είναι η Β.

8. Ερώτηση αριθ. 21 για τις Πανελλαδικές Εξετάσεις Φυσικής SMA/MA 2015/2016

(1) Το αέριο αποτελείται από σωματίδια που είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα.

(2) Η σύγκρουση των σωματιδίων με τα τοιχώματα είναι τέλεια ελαστική.

(3) Το χρονικό διάστημα μεταξύ των συγκρούσεων μεταξύ των σωματιδίων είναι πολύ σύντομο.

(4) Ο όγκος του αερίου είναι πολύ μεγάλος σε σύγκριση με το δοχείο στο οποίο περιέχεται.

(5) Οι νόμοι του Νεύτωνα δεν ισχύουν για τα μόρια επειδή το μέγεθός τους είναι πολύ μικρό.

Η σωστή δήλωση είναι…

Α. (1), (2) και (3)

Β. (1), (2) και (4)

Γ. (1), (3) και (5)

Δ. (2), (3) και (5)

Ε. (3, (4) και (5)

Συζήτηση

Οι σωστές προτάσεις είναι 1, 2, 3.

Η σωστή απάντηση είναι το Α.

9. Ερώτηση αριθ. 22 για τις Πανελλαδικές Εξετάσεις Φυσικής SMA/MA 2015/2016

Ένα ιδανικό αέριο καταλαμβάνει αρχικά έναν χώρο με όγκο V σε θερμοκρασία T και πίεση P. Εάν το αέριο θερμανθεί έτσι ώστε η θερμοκρασία του να γίνει 3/2 T και η πίεσή του 4/3 P, τότε ο όγκος του αερίου γίνεται...

Α. 9/8 V

Β. 9/5 V

Γ. 5/3 V

Δ. 4/3 V

Ε. 3/2 V

Συζήτηση

Είναι γνωστό :

Αρχικός όγκος (V₁) = V

Αρχική θερμοκρασία (T₁) = Τ

Αρχική πίεση (P₁) = Π

Τελική θερμοκρασία (T₂) = 3/2 Τ

Τελική πίεση (P₂) = 4/3 Π

Ερωτηθείς Τελικός όγκος (V₂)

Jawab :

Η σωστή απάντηση είναι το Α.

10. Ερώτηση αριθ. 22 για τις Πανελλαδικές Εξετάσεις Φυσικής SMA/MA 2015/2016

Ένα ιδανικό αέριο καταλαμβάνει χώρο με όγκο V.₁ σε θερμοκρασία Τ₁ και πίεση P₁Στη συνέχεια θερμαίνεται μέχρι ο όγκος του αερίου να γίνει 4/3 V₁ και η πίεση γίνεται 5/2 P₁Η αναλογία των θερμοκρασιών του τελικού αερίου και του αρχικού αερίου είναι...

Α. 10:5

Β. 10: 3

Γ. 5:10

Δ. 3: 10

Ε. 1:8

Συζήτηση

Είναι γνωστό :

Αρχικός όγκος = V₁

Αρχική θερμοκρασία = T₁

Αρχική πίεση = P₁

Τελικός όγκος = 4 / 3 V₁

Τελική πίεση = 5/2 P₁

Ερωτηθείς : Σύγκριση τελικής θερμοκρασίας και αρχικής θερμοκρασίας

Jawab :

Υπολογίστε την τελική θερμοκρασία:

Η σωστή απάντηση είναι η Β.

11. Συνολικά 3 λίτρα αερίου αργού σε θερμοκρασία 27°C και πίεση 1 atm (1 atm = 10⁵ Pa) βρίσκεται στον σωλήνα. Εάν η παγκόσμια σταθερά αερίων R = 8,314 J.mol^-1.K^-1 και ο αριθμός των σωματιδίων σε 1 γραμμομόριο αερίου είναι 6,02 x 10²³ σωματίδια, τότε ο αριθμός των σωματιδίων αερίου Αργόν στον σωλήνα είναι...

Α. 0,83 x 10 ²³ σωματίδια

Β. 0,72 x 10 ²³ σωματίδια

Γ. 0,42 x 10 ²³ σωματίδια

Δ. 0,22 x 10 ²³ σωματίδια

Ε. 0,12 x 10 ²³ σωματίδια

Συζήτηση

Είναι γνωστό :

Όγκος αερίου = 3 λίτρα = 3 dm³ = 3 χ 10^-3 m³

Θερμοκρασία αερίου = 27^oC + 273 = 300 K

Πίεση αερίου = 1 atm = 10⁵ Pa

Παγκόσμια σταθερά αερίων (R) = 8,314 J.mol^-1 .K^-1

Αριθμός Αβογκάντρο (N_A) = 6,02 x 10²³ μόρια/mol

Ερωτηθείς : ο αριθμός των σωματιδίων αερίου αργού στον σωλήνα

Jawab :

12. Ένα ιδανικό αέριο βρίσκεται σε ένα κλειστό δοχείο με πίεση P, όγκο V και θερμοκρασία T. Αν σε κάποιο σημείο η θερμοκρασία αλλάξει σε 2T και ο όγκος σε 3/2 V, τότε ο λόγος της αρχικής πίεσης (P₁) με τελική πίεση (P₂) αφού αλλάξουν τα V και T είναι….

Α. 1:3

Β. 1: 2

Γ. 2:3

Δ. 3: 4

Ε. 4:3

Συζήτηση

Είναι γνωστό ότι:

Αρχική πίεση (P₁) = Π

Αρχικός όγκος (V₁) = V

Τελικός όγκος (V₂) = 3/2 V

Αρχική θερμοκρασία (T₁) = Τ

Τελική θερμοκρασία (T₂) = 2T

Ερωτηθείς: Αρχική σύγκριση πίεσης (P₁) και τελική πίεση (P₂)

Απάντηση:

Σύγκριση αρχικής και τελικής πίεσης:

P₁ : Π₂

Π: 4Π/3

1: 4/3

3 (1) : (3) 4/3

3: 4

Η σωστή απάντηση είναι το Δ.

13. Αέριο οξυγόνο με όγκο V, θερμοκρασία T και πίεση P βρίσκεται σε έναν κύλινδρο που κλείνει με βαλβίδα. Όταν πιέζεται η βαλβίδα, ο όγκος του οξυγόνου γίνεται 3/4 V και η θερμοκρασία γίνεται 3/2 T, τότε η αναλογία της αρχικής πίεσης και της τελικής πίεσης του αερίου είναι….

Α. Σ₁ : Π₂ = 1 : 2

Β. Π₁ : Π₂ = 2 : 3

Κ. Π₁ : Π₂ = 3 : 2

Δ.Π.₁ : Π₂ = 3 : 4

Ε.Π.₁ : Π₂ = 4 : 3

Συζήτηση

Είναι γνωστό ότι:

Αρχική πίεση (P₁) = Π

Αρχικός όγκος (V₁) = V

Τελικός όγκος (V₂) = 3/4 V

Αρχική θερμοκρασία (T₁) = Τ

Τελική θερμοκρασία (T₂) = 3/2 Τ

Ερωτηθείς: Αρχική σύγκριση πίεσης (P₁) και τελική πίεση (P₂)

Απάντηση:

Σύγκριση αρχικής και τελικής πίεσης:

P₁ : Π₂

Π: 2Π

1: 2

Η σωστή απάντηση είναι το Α.

14. Δώστε προσοχή στο γράφημα της σχέσης μεταξύ πυκνότητας μάζας (ρ) και όγκος (V) των ακόλουθων αερίων!

Ένα ζεύγος αερίων που έχουν την ίδια μάζα είναι…

Συζήτηση

Τύπος πυκνότητας:

Πυκνότητα (ρ) = μάζα (m) / Όγκος (V)

Μάζα (m) = πυκνότητα (ρ) x Όγκος (V)

1) m = (0,8)(2) = 1,6 kg

2) m = (0,8)(4) = 3,2 kg

3) m = (0,4)(4) = 1,6 kg

4) m = (0,4)(5) = 2 kg

5) m = (0,8)(5) = 4 kg

Το ζεύγος αερίων που έχουν την ίδια μάζα είναι το 1 και το 3.

15. Ένα ιδανικό αέριο βρίσκεται σε ένα κλειστό δοχείο με πίεση P, όγκο V και θερμοκρασία T. Εάν σε κάποιο σημείο η θερμοκρασία αλλάξει σε 2T και ο όγκος σε 3/2 V, τότε ο λόγος της αρχικής πίεσης (P₁) με τελική πίεση (P₂) αφού αλλάξουν τα V και T είναι….

Α. 1:3
Β. 1: 2
Γ. 2:3
Δ. 3: 4
Ε. 4:3

Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Αρχική πίεση (P₁) = Π
Αρχικός όγκος (V₁) = V
Τελικός όγκος (V₂) = 3/2 V
Αρχική θερμοκρασία (T₁) = Τ
Τελική θερμοκρασία (T₂) = 2T
Ερώτηση: Σύγκριση αρχικής πίεσης (P₁) και τελική πίεση (P₂)

Απάντηση:

Σύγκριση αρχικής και τελικής πίεσης:
P₁ : Π₂
Π: 4Π/3
1: 4/3
3 (1) : (3) 4/3
3: 4
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.

16. Αέριο οξυγόνο με όγκο V, θερμοκρασία T και πίεση P βρίσκεται σε έναν κύλινδρο που κλείνει με βαλβίδα. Όταν πιέζεται η βαλβίδα, ο όγκος του οξυγόνου γίνεται 3/4 V και η θερμοκρασία γίνεται 3/2 T, τότε ο λόγος της αρχικής πίεσης και της τελικής πίεσης του αερίου είναι….

Α. Σ₁ : Π₂ = 1 : 2
Β. Π₁ : Π₂ = 2 : 3
Κ. Π₁ : Π₂ = 3 : 2
Δ.Π.₁ : Π₂ = 3 : 4
Ε.Π.₁ : Π₂ = 4 : 3

Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Αρχική πίεση (P₁) = Π
Αρχικός όγκος (V₁) = V
Τελικός όγκος (V₂) = 3/4 V
Αρχική θερμοκρασία (T₁) = Τ
Τελική θερμοκρασία (T₂) = 3/2 Τ
Ερώτηση: Σύγκριση αρχικής πίεσης (P₁) και τελική πίεση (P₂)
Απάντηση:

Σύγκριση αρχικής και τελικής πίεσης:
P₁ : Π₂
Π: 2Π
1: 2
Η σωστή απάντηση είναι το Α.

17. 2 λίτρα αερίου οξυγόνου (O₂) θερμοκρασία 30 ^oC σε πίεση 1 atm (1 atm = 10⁵ Pa) βρίσκεται σε έναν σωλήνα. Εάν η παγκόσμια σταθερά αερίων, R = 8,314 J mol^-1 K^-1 και ο αριθμός των μορίων σε 1 γραμμομόριο αερίου είναι 6,02 x 10²³ μόρια, τότε ο αριθμός των μορίων αερίου οξυγόνου (O₂) στον σωλήνα είναι…
Α. 0,8 x 10²³ μόριο
Β. 0,7 x 10²³ μόριο
Γ. 0,5 x 10²³ μόριο
Δ. 0,2 x 10²³ μόριο
Ε. 0,1 x 10²³ μόριο
Συζήτηση:
Είναι γνωστό :
Φωνή₂ = 2 λίτρα = 2 dm³ = 2 χ 10^-3 m³
Τ = 30 + 273 = 303 Κ
P_ΑΤΜ = 10⁵ Πα = 10⁵ N / m²
N_A = 6,02 χ 10²³ μόρια/mol (Αριθμός Αβογκάντρο)
R = 8,314 J mol^-1 K^-1
k = R/N_A = 8,314/6,02 x 10²³ = 1,38 χ 10^-23 J / K
Μοριακή μάζα του Ο₂ = 32 γραμμάρια/μολ = 32 kg/mol
Ερωτηθείς :
Ο αριθμός των μορίων αερίου οξυγόνου (O₂)
Jawab :
PV = NkT
Περιγραφή: P = πίεση, V = όγκος, N = αριθμός μορίων, k = σταθερά Boltzmann
(10⁵ N / m²)(2 x 10^-3 m³) = N(1,38 x 10^-23 Ιαπωνικά/Κεντρική Αγγλία (303 Κελσίου)
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.

18. Όγκος 2 γραμμαρίων οξυγόνου σε αέριο O₂ (Mr = 32) υπό κανονικές συνθήκες (T = 0 ^oC και P = 1 atm) είναι…. R = 8,314 J/mol K, 1 atm = 10⁵ Πα) είναι…
Α. 1,4 μ.³
Β. 2,0 μ.³
Γ. 2,3 μ.³
Δ. 2,5 μ.³
Α. 3,0 μ.³
Συζήτηση:
Είναι γνωστό :
Μάζα Ο₂ = 2 γρ
Μοριακή μάζα (Mr) O₂ = 32 γραμμάρια/μολ
Τ = 0 + 273 = 273 Κ
Ρ = 10⁵ N / m²
R = 8.314 J/mol K
Ερωτηθείς :
Όγκος;
Jawab :

Πηγή ερώτησης:

Ερωτήσεις Φυσικής για Πανελλαδικές Εξετάσεις Λυκείου/Επαγγελματικού Λυκείου