Ideaalikaasulain esimerkkikysymyksiä

18 esimerkkiä ideaalikaasulakia koskevista kysymyksistä

1. Ideaalikaasun tilavuus avaruudessa on aluksi V ja lämpötila T. Jos kaasua lämmitetään siten, että lämpötila muuttuu 5/4 T:ksi ja paine muuttuu 2P:ksi, niin kaasun tilavuus muuttuu...

Keskustelu
Se tiedetään :
Alkuperäinen tilavuus (V₁) = V
Alkulämpötila (T₁) = T
Loppulämpötila (T₂) = 5/4 T
Alkupaine (P₁) = P
Loppupaine (P₂) = 2P
Kysytty Lopputilavuus (V₂)
Jawab :
Kaasun tilavuus muuttuu 5/8-kertaiseksi alkuperäiseen tilavuuteen verrattuna.

2. Kahden moolin kaasun tilavuus standardilämpötilassa ja -paineessa (STP) on…

Keskustelu
Se tiedetään :
Kaasumoolien lukumäärä (n) = 2 moolia
Standardilämpötila (T) = 0 ^oC = 0 + 273 = 273 kelviniä
Vakiopaine (P) = 1 atm = 1,013 x 10⁵ Pascal
Yleinen kaasuvakio (R) = 8,315 joulea/mol.kelvin
Kysytty Kaasun tilavuus (V)
Jawab :
Ideaalikaasulaki (moolien lukumääränä, n)
Kahden moolin kaasun tilavuus on 44,8 litraa.
Yhden moolin kaasun tilavuus on 45,4 litraa / 2 = 22,4 litraa.
Joten yhden moolin kaasun tilavuus, olipa se sitten happea, heliumia, argonia tai mitä tahansa muuta kaasua, on 22,4 litraa.

3. 4 litraa happikaasua 27 °C:n lämpötilassa ja 2 ilmakehän paineessa (1 atm = 10⁵ Pa) on astiassa. Jos yleinen kaasuvakio R = 8,314 J.mol^-1.K^-1 ja Avogadron luku N_A X 6,02 10²³ molekyylejä, niin säiliössä olevien happikaasumolekyylien lukumäärä on...
Keskustelu
Se tiedetään :
Kaasun tilavuus (V) = 4 litraa = 4 dm³ = 4 x 10^-3 m³
Kaasun lämpötila (T) = 27^oC = 27 + 273 = 300 kelviniä
Kaasunpaine (P) = 2 atm = 2 x 10⁵ Pascal
Yleinen kaasuvakio (R) = 8,314 J.mol^-1.K^-1
Avogadron luku (N_A) = 6,02 x 10²³
Kysytty Happikaasumolekyylien lukumäärä säiliössä (N)
Jawab :
Boltzmannin vakio :
Ideaalikaasulaki (molekyylien lukumääränä, N)
Yhdessä moolissa happikaasua on 1,93 x 10²³ happimolekyylit.

4. Neonkaasua (Ne, atomimassa = 20 u) sisältävän astian tilavuus on 2 m3 standardilämpötilassa ja -paineessa.³Määritä neonkaasun massa!
Se tiedetään :
Neonin atomimassa = 20 grammaa/mol = 0,02 kg/mol
Standardilämpötila (T) = 0^oC = 273 kelviniä
Vakiopaine (P) = 1 atm = 1,013 x 10⁵ Pascal
Tilavuus (V) = 2 m3³
Kysytty : neonkaasun massa (m)
Jawab :
Normaalissa lämpötilassa ja paineessa (STP) 1 mooli mitä tahansa kaasua, mukaan lukien neonkaasu, on tilavuudeltaan 22,4 litraa = 22,4 dm3.³ = 0,0448 XNUMX XNUMX m³Näin ollen 2 m3:n tilavuudessa³ Kuinka monta moolia neonkaasua on?
2 m tilavuudessa³ neonkaasua on 44,6 moolia.
Neonkaasun suhteellinen atomimassa on 20 grammaa/mol. Tämä tarkoittaa, että yksi mooli sisältää 20 grammaa eli 0,02 kg neonkaasua. Koska yksi mooli sisältää 0,02 kg neonkaasua, 44,6 moolia sisältää (44,6 moolia)(0,02 kg/mol) = 0,892 kg = 892 grammaa neonkaasua.

5. Vuoden 2017 SMA/MA-kansallisen kokeen kysymykset nro 22

Ideaalikaasu asetetaan suljettuun astiaan ja sen tilavuus puolitetaan vakiolämpötilassa. Kaasun paine on nyt…

A. 4 kertaa alkuperäinen

B. 2 kertaa alkuperäinen

C. 1 kertaa alkuperäinen

D. 1/2 kertaa alkuperäinen

E. 1/4 alkuperäisestä

Keskustelu

Tiedetään, että:

Alkuperäinen tilavuus = V

Lopputilavuus = 1/2 V

Alkupaine = P

Vakiolämpötila

Kysytty: Loppupaine

Vastaus:

P ₁ V ₁ / T ₁ = P ₂ V ₂ / T ₂ —–> Lämpötila (T) vakio

P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂

P V = P ₂ (1/2 V)

P = P² ₍ 1/2)

2P = _P2

Kaasun paine kaksinkertaistuu.

Oikea vastaus on B.

6. Fysiikan SMA/MA-yliopiston valtakunnallisen kokeen kysymys nro 21 2015/2016

Kiinnitä huomiota alla olevaan lausuntoon!

(1) Jokainen hiukkanen liikkuu aina tiettyyn suuntaan

(2) Kaasuhiukkaset leviävät tasaisesti koko huoneeseen.

(3) Kaasuhiukkasten koko voidaan jättää huomiotta verrattuna säiliön kokoon.

(4) Jokainen kaasuhiukkasten törmäys on täysin elastinen.

(5) Hiukkasten välinen vetovoima otetaan huomioon.

Ideaalikaasujen ominaisuuksia vastaava lause on…

A. Vain kohdat (1) ja (3)

B. Vain kohdat (2) ja (4)

C. Vain kohdat (1), (2) ja (3)

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

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

Keskustelu

Oikeat väittämät ovat 1, 2, 3, 4.

7. Fysiikan SMA/MA-yliopiston valtakunnallisen kokeen kysymys nro 21 2015/2016

Alla on kaasuun liittyviä asioita:

(1) Aineen hiukkaset liikkuvat suorassa linjassa vakionopeudella satunnaisesti.

(2) Hiukkasten välillä tapahtuvat törmäykset aiheuttavat hiukkasten menettävän hieman energiaa.

(3) Kaasuhiukkaset leviävät tasaisesti koko huoneeseen.

(4) Newtonin liikelait pätevät vain yksiatomisiin kaasuhiukkasiin.

(5) Hiukkasten välisiin törmäyksiin tarvittava aikaväli on hyvin lyhyt.

Näistä lauseista ideaalikaasujen ominaisuuksiin kuuluvat...

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

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

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

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

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

Keskustelu

Oikeat väittämät ovat 1, 3, 5.

Oikea vastaus on B.

8. Fysiikan SMA/MA-yliopiston valtakunnallisen kokeen kysymys nro 21 2015/2016

(1) Kaasu koostuu tasaisesti jakautuneista hiukkasista.

(2) Hiukkasten törmäys seiniin on täysin elastinen.

(3) Hiukkasten törmäysten välinen aikaväli on hyvin lyhyt.

(4) Kaasun tilavuus on erittäin suuri verrattuna säiliöön, jossa se on.

(5) Newtonin lait eivät sovellu molekyyleihin, koska niiden koko on hyvin pieni.

Oikea lausunto 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)

Keskustelu

Oikeat väittämät ovat 1, 2, 3.

Oikea vastaus on A.

9. Fysiikan SMA/MA-yliopiston valtakunnallisen kokeen kysymys nro 22 2015/2016

Ideaalikaasu sijaitsee aluksi tilassa, jonka tilavuus on V, lämpötilassa T ja paineessa P. Jos kaasua lämmitetään niin, että sen lämpötila on 3/2 T ja paine 4/3 P, niin kaasun tilavuus on...

A. 9/8 V

B. 9/5 V

C. 5/3 V

D. 4/3 V

E. 3/2 V

Keskustelu

Tiedetään, että :

Alkuperäinen tilavuus (V1 ₎ = V

Alkulämpötila (T1 ₎ = T

Alkupaine (P1 ₎ = P

Loppulämpötila (T2 ₎ = 3/2 T

Loppupaine (P² ₎ = 4/3 P

Kysymys : Lopputilavuus ( _V2 )

Vastaus :

Oikea vastaus on A.

10. Fysiikan SMA/MA-yliopiston valtakunnallisen kokeen kysymys nro 22 2015/2016

Ideaalikaasu sijaitsee tilassa, jonka tilavuus on V _1, lämpötilassa T ₁ ja paineessa P _1. Sitten sitä lämmitetään niin, että kaasun tilavuudeksi tulee 4/3 V ₁ ja paineeksi 5/2 P _1. Kaasun loppulämpötilan suhde lähtölämpötilaan on…

A. 10:5

B. 10:3

C. 5:10

3. päivä: 10

E. 1:8

Keskustelu

Tiedetään, että :

Alkuperäinen tilavuus = V ₁

Alkulämpötila = _T1

Alkupaine = _P1

Lopputilavuus = 4/3 V ₁

Loppupaine = 5/2 P ₁

Kysymys : Loppulämpötilan ja alkulämpötilan vertailu

Vastaus :

Laske lopullinen lämpötila:

Oikea vastaus on B.

11. Putkessa on yhteensä 3 litraa argonkaasua 27 °C:n lämpötilassa ja 1 ilmakehän paineessa (1 atm = 10 ^{5 Pa). Jos yleinen kaasuvakio R = 8,314 J.mol −1} .K ⁻¹ ja hiukkasten lukumäärä yhdessä moolissa kaasua on 6,02 x 10 ²³ hiukkasta, niin putkessa olevien argonkaasuhiukkasten lukumäärä on…..

A. 0,83 x ^10²² hiukkasta

B. 0,72 x ^10²² hiukkasta

C. 0,42 x ^10²⁻³ hiukkasta

D. 0,22 x ¹⁰²³ hiukkasta

E. 0,12 x ^10²⁻³ hiukkasta

Keskustelu

Tiedetään, että :

Kaasun tilavuus = 3 litraa = 3 dm³ ^{= 3} x ^10⁻³ m³

Kaasun lämpötila = 27 ^° C + 273 = 300 K

Kaasunpaine = 1 atm = 10 ⁵ Pa

Yleinen kaasuvakio (R) = 8,314 ^{J⁻mol⁻¹ .K⁻¹}

Avogadron luku (NA ₎ = 6,02 x ¹⁰²³ molekyyliä/mol

Kysymys : Kuinka monta argonkaasuhiukkasta putkessa on?

Vastaus :

12. Ideaalikaasu on suljetussa astiassa, jonka paine on P, tilavuus V ja lämpötila T. Jos lämpötila jossain vaiheessa muuttuu arvoon 2 T ja tilavuus arvoon 3/2 V, niin alkupaineen (P 1 ₎ ja loppupaineen (P ₂ ) suhde V:n ja T:n muutoksen jälkeen on….

A. 1:3

B. 1:2

C. 2:3

3. päivä: 4

E. 4:3

Keskustelu

Tiedetään, että:

Alkupaine (P1 ₎ = P

Alkuperäinen tilavuus (V1 ₎ = V

Lopputilavuus (V2 ₎ = 3/2 V

Alkulämpötila (T1 ₎ = T

Loppulämpötila (T2 ₎ = 2T

Etsitään: Alkupaineen (P1 ₎ ja loppupaineen (P2 ₎ vertailu

Vastaus:

Alku- ja loppupaineen vertailu:

Sivu ₁ : Sivu ₂

P: 4P/3

1:4/3

3 (1): (3) 4/3

3: 4

Oikea vastaus on D.

13. Happikaasua, jonka tilavuus on V, lämpötila T ja paine P, on venttiilillä suljetussa sylinterissä. Kun venttiiliä painetaan, hapen tilavuudesta tulee 3/4 V ja lämpötilasta 3/2 T, jolloin kaasun alkupaineen ja loppupaineen suhde on….

A. P1 _: P2 ₌ 1:2

B. P1 _: P2 ₌ 2:3

C. _P1 :P2 ₌ 3:2

D. P ₁ : P ₂ = 3 : 4

E. P ₁ : P ₂ = 4 : 3

Keskustelu

Tiedetään, että:

Alkupaine (P1 ₎ = P

Alkuperäinen tilavuus (V1 ₎ = V

Lopputilavuus (V2 ₎ = 3/4 V

Alkulämpötila (T1 ₎ = T

Loppulämpötila (T2 ₎ = 3/2 T

Etsitään: Alkupaineen (P1 ₎ ja loppupaineen (P2 ₎ vertailu

Vastaus:

Alku- ja loppupaineen vertailu:

Sivu ₁ : Sivu ₂

P: 2P

1: 2

Oikea vastaus on A.

14. Katso alla olevaa kuvaajaa, joka kuvaa eri kaasujen tiheyden (ρ) ja tilavuuden (V) välistä suhdetta!

Saman massan omaavien kaasujen pari on…

Keskustelu

Tiheyskaava:

Tiheys ( ρ ) = massa (m3) / tilavuus (V)

Massa (m) = tiheys ( ρ) x tilavuus (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

Saman massan omaavien kaasujen pari on 1 ja 3.

15. Ideaalikaasu on suljetussa astiassa, jonka paine on P, tilavuus V ja lämpötila T. Jos jossain vaiheessa lämpötila muuttuu arvoon 2 T ja tilavuus arvoon 3/2 V, niin alkupaineen (P ₁ ) ja loppupaineen (P ₂ ) suhde V:n ja T:n muutoksen jälkeen on….

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

Keskustelu
Tiedetään, että:
Alkupaine (P₁) = P
Alkuperäinen tilavuus (V₁) = V
Lopputilavuus (V₂) = 3/2 V
Alkulämpötila (T₁) = T
Loppulämpötila (T₂) = 2T
Kysytty: Alkupaineen (P vertailu₁) ja lopullinen paine (P₂)

Vastaus:

Alku- ja loppupaineen vertailu:
P₁ : P₂
P: 4P/3
1:4/3
3 (1): (3) 4/3
3: 4
Oikea vastaus on D.

16. Happikaasua, jonka tilavuus on V, lämpötila T ja paine P, on venttiilillä suljetussa sylinterissä. Kun venttiiliä painetaan, hapen tilavuudesta tulee 3/4 V ja lämpötilasta 3/2 T, jolloin kaasun alkupaineen ja loppupaineen suhde on….

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

Keskustelu
Tiedetään, että:
Alkupaine (P₁) = P
Alkuperäinen tilavuus (V₁) = V
Lopputilavuus (V₂) = 3/4 V
Alkulämpötila (T₁) = T
Loppulämpötila (T₂) = 3/2 T
Kysytty: Alkupaineen (P vertailu₁) ja lopullinen paine (P₂)
Vastaus:

Alku- ja loppupaineen vertailu:
P₁ : P₂
P: 2P
1: 2
Oikea vastaus on A.

17. 2 litraa happikaasua (O₂) lämpötila 30 ^oC 1 ilmakehän paineessa (1 atm = 10⁵ Pa) on putkessa. Jos yleinen kaasuvakio on R = 8,314 J mol-1^-1 K^-1 ja molekyylien lukumäärä yhdessä moolissa kaasua on 6,02 x 10²³ molekyylejä, sitten happikaasumolekyylien lukumäärä (O₂) putkessa on…
A. 0,8 x 10²³ molekyyli
B. 0,7 x 10²³ molekyyli
Noin 0,5 x 10²³ molekyyli
Halkaisija 0,2 x 10²³ molekyyli
E. 0,1 x 10²³ molekyyli
Keskustelu:
Se tiedetään :
Ääni₂ = 2 litraa = 2 dm³³ = 2 x 10^-3 m³
T = 30 + 273 = 303 K
P_{pankkiautomaatti} = 10⁵ Pa = 10⁵ N / m²
N_A = 6,02 x 10²³ molekyyliä/mol (Avogadron luku)
R = 8,314 J mol-1^-1 K^-1
k = R/N_A = 8,314 / 6,02 × 10²³ = 1,38 x 10^-23 J / K
O:n molekyylimassa₂ = 32 grammaa/mol = 32 kg/mol
Kysytty :
Happikaasumolekyylien lukumäärä (O₂)
Jawab :
PV = NkT
Kuvaus: P = paine, V = tilavuus, N = molekyylien lukumäärä, k = Boltzmannin vakio
(10⁵ N / m²)(2 x 10^-3 m³) = N(1,38 x 10^-23 J/K)(303 K)
Oikea vastaus on C.

18. Kahden gramman happikaasun O tilavuus₂ (Mr = 32) normaaleissa olosuhteissa (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 metriä³
Noin 2,3 metriä³
D. 2,5 m³
3,0 m itä³
Keskustelu:
Se tiedetään :
Massa O₂ = 2 grammaa
Molekyylimassa (Mr) O₂ = 32 grammaa/mol
T = 0 + 273 = 273 K
P = 10⁵ N / m²
R = 8.314 J/mol K
Kysytty :
Äänenvoimakkuus?
Jawab :

Kysymyksen lähde:

Fysiikan kansalliset tenttikysymykset lukiolle/ammatilliseen lukioon