Ideaalse gaasi seaduse näidisküsimused

18 näidet ideaalse gaasi seaduse küsimustest

1. Ideaalse gaasi algne ruumala on ruumis V ja temperatuur T. Kui gaasi kuumutada nii, et temperatuur muutub 5/4 T-ni ja rõhk muutub 2P-ni, siis gaasi ruumala muutub...

Arutelu
On teada :
Algmaht (V₁) = V
Algtemperatuur (T₁) = T
Lõplik temperatuur (T₂) = 5/4 T
Algrõhk (P₁) = P
Lõplik rõhk (P₂) = 2P
Küsis Lõplik maht (V₂)
Jawab :
Gaasi maht muutub 5/8 korda suuremaks võrreldes algmahuga.

2. 2 mooli gaasi ruumala standardtemperatuuril ja -rõhul (STP) on…

Arutelu
On teada :
Gaasi moolide arv (n) = 2 mooli
Standardtemperatuur (T) = 0 ^oC = 0 + 273 = 273 kelvinit
Standardrõhk (P) = 1 atm = 1,013 x 10⁵ lihavõtted
Universaalne gaasikonstant (R) = 8,315 džauli/mol kelvini kohta
Küsis Gaasi maht (V)
Jawab :
Ideaalse gaasi seadus (moolide arvuna, n)
2 mooli gaasi maht on 44,8 liitrit.
1 mooli gaasi maht on 45,4 liitrit / 2 = 22,4 liitrit.
Seega on 1 mooli gaasi maht, olgu see siis hapnik, heelium, argoon või mõni muu gaas, 22,4 liitrit.

3. 4 liitrit hapnikku temperatuuril 27 °C ja rõhul 2 atm (1 atm = 10⁵ Pa) on anumas. Kui universaalne gaasikonstant R = 8,314 J/mol^-1.K^-1 ja Avogadro arv N_A 6,02 x 10²³ molekule, siis hapnikugaasi molekulide arv anumas on...
Arutelu
On teada :
Gaasi maht (V) = 4 liitrit = 4 dm³ = 4 x 10^-3 m³
Gaasi temperatuur (T) = 27^oC = 27 + 273 = 300 kelvinit
Gaasirõhk (P) = 2 atm = 2 x 10⁵ lihavõtted
Universaalne gaasikonstant (R) = 8,314 J.mol^-1.K^-1
Avogadro arv (N_A) = 6,02 × 10²³
Küsis Hapnikugaasi molekulide arv anumas (N)
Jawab :
Boltzmanni konstant :
Ideaalse gaasi seadus (molekulide arvuna, N)
1 moolis hapnikugaasi on 1,93 x 10²³ hapniku molekulid.

4. Neoongaasi (Ne, aatommass = 20 u) sisaldava anuma ruumala standardtemperatuuril ja -rõhul on 2 m3.³Määrake neoongaasi mass!
On teada :
Neooni aatommass = 20 grammi/mol = 0,02 kg/mol
Standardtemperatuur (T) = 0^oC = 273 kelvinit
Standardrõhk (P) = 1 atm = 1,013 x 10⁵ lihavõtted
Maht (V) = 2 m3³
Küsis neoongaasi mass (m)
Jawab :
Standardtemperatuuril ja -rõhul (STP) on 1 mooli mis tahes gaasi, sealhulgas neoongaasi, maht 22,4 liitrit = 22,4 dm3.³ = 0,0448 m³Seega 2 m3 mahus³ Mitu mooli neoongaasi on olemas?
2 m mahus³ neoongaasi on 44,6 mooli.
Neoongaasi suhteline aatommass on 20 grammi/mol. See tähendab, et 1 mool sisaldab 20 grammi ehk 0,02 kg neoongaasi. Kuna 1 mool sisaldab 0,02 kg neoongaasi, siis 44,6 mooli sisaldab (44,6 mooli)(0,02 kg/mol) = 0,892 kg = 892 grammi neoongaasi.

5. 2017. aasta SMA/MA riikliku eksami küsimused nr 22

Ideaalne gaas asetatakse suletud anumasse ja selle maht vähendatakse konstantsel temperatuuril poole võrra. Gaasi rõhk on nüüd…

A. 4 korda originaal

B. Veel kaks korda

C. Veel üks kord

D. 1/2 korda originaalist

E. 1/4 originaalist

Arutelu

On teada, et:

Algmaht = V

Lõplik maht = 1/2 V

Algrõhk = P

Püsiv temperatuur

Küsis: Lõplik rõhk

Vastus:

P₁ V₁ / T₁ = P₂ V₂ / T₂ —–> Konstantne temperatuur (T)

P₁ V₁ = P₂ V₂

P V = P₂ (1/2 V)

P = P₂ (1 / 2)

2P = P₂

Gaasi rõhk kahekordistub.

Õige vastus on B.

6. 2015/2016 SMA/MA füüsika riigieksami küsimus nr 21

Pöörake tähelepanu allolevale väitele!

(1) Iga osake liigub alati teatud suunas

(2) Gaasiosakesed jaotuvad ruumis ühtlaselt.

(3) Gaasiosakeste suurust võib anuma suurusega võrreldes eirata.

(4) Iga gaasiosakeste kokkupõrge on täiesti elastne.

(5) Arvesse võetakse osakeste vahelist tõmbejõudu.

Ideaalsete gaaside omadustele vastav väide on…

A. Ainult punktid (1) ja (3)

Ainult B. (2) ja (4)

C. Ainult punktid (1), (2) ja (3)

D. (2), (3) ja (4)

E. (3), (4) ja (5)

Arutelu

Õiged väited on 1, 2, 3, 4.

7. 2015/2016 SMA/MA füüsika riigieksami küsimus nr 21

Allpool on loetletud gaasiga seotud asjad:

(1) Aineosakesed liiguvad juhuslikult sirgjooneliselt konstantse kiirusega.

(2) Osakeste kokkupõrked põhjustavad osakeste vähese energiakaotuse.

(3) Gaasiosakesed jaotuvad ruumis ühtlaselt.

(4) Newtoni liikumisseadused kehtivad ainult üheaatomiliste gaasiosakeste kohta.

(5) Osakeste kokkupõrgeteks vajalik ajavahemik on väga lühike.

Nende väidete põhjal hõlmavad ideaalsete gaaside omadused ...

A. (1), (2), (5)

B. (1), (3), (5)

C. (2), (3), (4)

D. (2), (4), (5)

E. (3), (4), (5)

Arutelu

Õiged väited on 1, 3, 5.

Õige vastus on B.

8. 2015/2016 SMA/MA füüsika riigieksami küsimus nr 21

(1) Gaas koosneb ühtlaselt jaotunud osakestest.

(2) Osakeste kokkupõrge seintega on täiesti elastne.

(3) Osakeste kokkupõrgete vaheline ajavahemik on väga lühike.

(4) Gaasi maht on väga suur võrreldes anumaga, milles see on.

(5) Newtoni seadused ei kehti molekulide kohta, kuna nende suurus on väga väike.

Õige väide on…

A. (1), (2) ja (3)

B. (1), (2) ja (4)

C. (1), (3) ja (5)

D. (2), (3) ja (5)

E. (3, (4) ja (5)

Arutelu

Õiged väited on 1, 2, 3.

Õige vastus on A.

9. 2015/2016 SMA/MA füüsika riigieksami küsimus nr 22

Ideaalne gaas asub algselt ruumis, mille ruumala on V, temperatuuril T ja rõhul P. Kui gaasi kuumutada nii, et selle temperatuur on 3/2 T ja rõhk 4/3 P, siis gaasi ruumala muutub...

A. 9/8 V

B. 9/5 V

C. 5/3 V

D. 4/3 V

E. 3/2 V

Arutelu

On teada :

Algmaht (V₁) = V

Algtemperatuur (T₁) = T

Algrõhk (P₁) = P

Lõplik temperatuur (T₂) = 3/2 T

Lõplik rõhk (P₂) = 4/3 P

Küsis Lõplik maht (V₂)

Jawab :

Õige vastus on A.

10. 2015/2016 SMA/MA füüsika riigieksami küsimus nr 22

Ideaalne gaas hõivab ruumi ruumalaga V.₁ temperatuuril T₁ ja rõhk P₁Seejärel kuumutatakse, kuni gaasi maht on 4/3 V.₁ ja rõhk muutub 5/2 P-ks₁Lõppgaasi ja alggaasi temperatuuride suhe on...

A. 10:5

B. 10:3

C. 5:10

V. 3:10

E. 1:8

Arutelu

On teada :

Algmaht = V₁

Algtemperatuur = T₁

Algrõhk = P₁

Lõplik maht = 4 / 3 V₁

Lõplik rõhk = 5/2 P₁

Küsis : Lõpptemperatuuri ja algtemperatuuri võrdlus

Jawab :

Arvutage lõplik temperatuur:

Õige vastus on B.

11. Kokku 3 liitrit argoongaasi temperatuuril 27 °C ja rõhul 1 atm (1 atm = 10⁵ Pa) on torus. Kui universaalne gaasikonstant R = 8,314 J.mol^-1.K^-1 ja osakeste arv 1 mooli gaasis on 6,02 x 10²³ osakesi, siis argooni gaasiosakeste arv torus on...

A. 0,83 x 10 ²³ osake

B. 0,72 x 10 ²³ osake

C. 0,42 x 10 ²³ osake

Läbimõõt 0,22 x 10 ²³ osake

Näiteks 0,12 x 10 ²³ osake

Arutelu

On teada :

Gaasi maht = 3 liitrit = 3 dm³ = 3 x 10^-3 m³

Gaasi temperatuur = 27^oC + 273 = 300 K

Gaasirõhk = 1 atm = 10⁵ Pa

Universaalne gaasikonstant (R) = 8,314 J.mol^-1 .K^-1

Avogadro arv (N_A) = 6,02 × 10²³ molekulid/mol

Küsis : argooni gaasiosakeste arv torus

Jawab :

12. Ideaalne gaas on suletud anumas rõhuga P, ruumalaga V ja temperatuuriga T. Kui mingil hetkel muutub temperatuur 2T-ni ja ruumala 3/2 V-ni, siis algrõhu ja gaasi suhe (P₁) lõpprõhuga (P₂) pärast V ja T muutmist on….

A. 1:3

B. 1:2

C. 2:3

V. 3:4

E. 4:3

Arutelu

On teada, et:

Algrõhk (P₁) = P

Algmaht (V₁) = V

Lõplik maht (V₂) = 3/2 V

Algtemperatuur (T₁) = T

Lõplik temperatuur (T₂) = 2T

Küsis: Algrõhu võrdlus (P₁) ja lõpprõhk (P₂)

Vastus:

Alg- ja lõpprõhu võrdlus:

P₁ : P₂

P: 4P/3

1:4/3

3 (1): (3) 4/3

3: 4

Õige vastus on D.

13. Hapnikgaas ruumalaga V, temperatuuriga T ja rõhuga P on ventiiliga suletud silindris. Kui ventiili vajutada, muutub hapniku ruumala 3/4 V-ks ja temperatuur 3/2 T-ks, seejärel on gaasi alg- ja lõpprõhu suhe….

A. P₁ : P₂ = 1:2

B. P₁ : P₂ = 2:3

C. P₁ : P₂ = 3:2

D.P.₁ : P₂ = 3:4

E.P.₁ : P₂ = 4:3

Arutelu

On teada, et:

Algrõhk (P₁) = P

Algmaht (V₁) = V

Lõplik maht (V₂) = 3/4 V

Algtemperatuur (T₁) = T

Lõplik temperatuur (T₂) = 3/2 T

Küsis: Algrõhu võrdlus (P₁) ja lõpprõhk (P₂)

Vastus:

Alg- ja lõpprõhu võrdlus:

P₁ : P₂

P: 2P

1: 2

Õige vastus on A.

14. Pöörake tähelepanu massitiheduse vahelise seose graafikule (ρ) ja järgmiste gaaside ruumala (V)!

Sama massiga gaasipaar on ...

Arutelu

Tiheduse valem:

Tihedus (ρ) = mass (m) / ruumala (V)

Mass (m) = tihedus (ρ) x Maht (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

Sama massiga gaasipaar on 1 ja 3.

15. Ideaalne gaas on suletud anumas rõhuga P, ruumalaga V ja temperatuuriga T. Kui mingil hetkel muutub temperatuur 2T-ni ja ruumala 3/2 V-ni, siis algrõhu (P₁) lõpprõhuga (P₂) pärast V ja T muutmist on….

A. 1:3
B. 1:2
C. 2:3
V. 3:4
E. 4:3

Arutelu
On teada, et:
Algrõhk (P₁) = P
Algmaht (V₁) = V
Lõplik maht (V₂) = 3/2 V
Algtemperatuur (T₁) = T
Lõplik temperatuur (T₂) = 2T
Küsiti: Algrõhu (P võrdlus₁) ja lõpprõhk (P₂)

Vastus:

Alg- ja lõpprõhu võrdlus:
P₁ : P₂
P: 4P/3
1:4/3
3 (1): (3) 4/3
3: 4
Õige vastus on D.

16. Hapnikgaas ruumalaga V, temperatuuriga T ja rõhuga P on ventiiliga suletud silindris. Ventiili vajutamisel muutub hapniku ruumala 3/4 V-ks ja temperatuur 3/2 T-ks, seejärel on gaasi alg- ja lõpprõhu suhe….

A. P₁ : P₂ = 1:2
B. P₁ : P₂ = 2:3
C. P₁ : P₂ = 3:2
D.P.₁ : P₂ = 3:4
E.P.₁ : P₂ = 4:3

Arutelu
On teada, et:
Algrõhk (P₁) = P
Algmaht (V₁) = V
Lõplik maht (V₂) = 3/4 V
Algtemperatuur (T₁) = T
Lõplik temperatuur (T₂) = 3/2 T
Küsiti: Algrõhu (P võrdlus₁) ja lõpprõhk (P₂)
Vastus:

Alg- ja lõpprõhu võrdlus:
P₁ : P₂
P: 2P
1: 2
Õige vastus on A.

17. 2 liitrit hapnikku (O₂) temperatuur 30 ^oC rõhul 1 atm (1 atm = 10⁵ Pa) on torus. Kui universaalne gaasikonstant on R = 8,314 J mol-1^-1 K^-1 ja molekulide arv 1 mooli gaasis on 6,02 x 10²³ molekulide arv, seejärel hapnikugaasi molekulide arv (O₂) torus on…
A. 0,8 x 10²³ molekul
B. 0,7 x 10²³ molekul
C. 0,5 x 10²³ molekul
Läbimõõt 0,2 x 10²³ molekul
Näiteks 0,1 x 10²³ molekul
Arutelu:
On teada :
VO₂ = 2 liiter = 2 dm³ = 2 x 10^-3 m³
T = 30 + 273 = 303 K
P_ATM = 10⁵ Pa = 10⁵ N / m²
N_A = 6,02 x 10²³ molekulid/mol (Avogadro arv)
R = 8,314 J/mol^-1 K^-1
k = R/N_A = 8,314 / 6,02 × 10²³ = 1,38 x 10^-23 J/K
O molekulmass₂ = 32 grammi/mol = 32 kg/mol
Küsis :
Hapnikugaasi molekulide arv (O₂)
Jawab :
PV = NkT
Kirjeldus: P = rõhk, V = ruumala, N = molekulide arv, k = Boltzmanni konstant
(10⁵ N / m²)(2 x 10^-3 m³) = N(1,38 × 10^-23 J/K)(303 K)
Õige vastus on C.

18. 2 grammi hapnikugaasi O maht₂ (Mr = 32) normaalsetes tingimustes (T = 0 ^oC ja P = 1 atm) on… R = 8,314 J/mol K, 1 atm = 10⁵ Pa) on…
A. 1,4 m³
B. 2,0 m³
U. 2,3 m³
D. 2,5 m³
E. 3,0 m³
Arutelu:
On teada :
Mass O₂ = 2 grammi
Molekulaarmass (hr) O₂ = 32 grammi/mol
T = 0 + 273 = 273 K
P = 10⁵ N / m²
R = 8.314 J/mol K
Küsis :
Maht?
Jawab :

Küsimuse allikas:

Füüsika riikliku eksami küsimused gümnaasiumile/kutsekoolile