Oploste problemen yn basisnatuerkunde

1. Iomgean mei gassen yn in sletten kontener hawwe yn earste ynstânsje folume V en druk P. As de eindruk 4P is en it folume konstant hâlden wurdt, wat is dan de ratio fan 'e earste kinetyske enerzjy mei de definitive kinetyske enerzjy.

Bekend:

Inisjele druk (P₁) = P

Finale druk (P₂) = 4P

Inisjele folume (V₁) = V

Finale folume (V₂) = V

SE busca: De ferhâlding fan 'e earste kinetyske enerzjy ta de definitive kinetyske enerzjy (KE₁ :KE₂)

Oplossing:

De relaasje tusken druk (P), folume (V) en kinetische enerzjy (KE) fan ideale gassen :

De ferhâlding fan 'e earste kinetyske enerzjy ta de definitive kinetyske enerzjy:

2. Wat is de gemiddelde translasjonele kinetyske enerzjy fan molekulen yn in ideaal gas by 57^oC.

Bekend:

Temperatuer fan gas (T) = 57^oC + 273 = 330 Kelvin

Boltzmann's konstante (k) = 1.38 x 10^-23 Joule/Kelvin

SE busca: De gemiddelde translasjonele kinetyske enerzjy

Oplossing:

De relaasje tusken kinetyske enerzjy (KE) en de temperatuer fan it gas (T):

De gemiddelde translasjonele kinetyske enerzjy:

3. In gas by 27^oC yn in sletten kontener. As de kinetische enerzjy fan it gas twa kear tanimt as de earste kinetische enerzjy, dan is de eintemperatuer fan it gas...

Bekend:

Initial temperatuer (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

Inisjele kinetyske enerzjy =KE

Finale kinetyske enerzjy = 4 KE

SE busca: De definitive temperatuer (T₂)

Oplossing:

4. In ideaal gas sit yn in sletten kontener, it wurdt ferwaarme sadat it definityf is gemiddelde snelheid fan gasdieltsjes nimt ta mei 3 kear de begjinsnelheid fan it gemiddelde. As de begjintemperatuer fan it gas is 27^oC, dan is de eintemperatuer fan it ideale gas ...

Bekend:

Initial temperatuer = 27^oC + 273 = 300 Kelvin

Initial snelheid =v

Finale snelheid = 2v

Wanted : T.de eintemperatuer fan it ideale gas

Oplossing:

De definitive gemiddelde snelheid = 2x de earste gemiddelde snelheid

5. Trije mol gas binne yn in romte fan 36 liter. Elk gasmolekule hat in kinetyske enerzjy fan 5 x 10^-21 Joule. Universele gaskonstante = 8.315 J/mol.K en Boltzmann's konstante = 1.38 x 10^-23 J/K. Wat is de gasdruk yn 'e kontener.

Bekend:

Oantal mol (n) = 3 mol

Folume = 36 liter = 36 dm³ = 36 x 10^-3 m³

Boltzmann's konstante (k) = 1.38 x 10^-23 J / K

Kinetyske enerzjy (KE) = 5 x 10^-21 Joule

Universele gaskonstante (R) = 8.315 J/mol.K

Wanted Gasdruk (P)

Oplossing:

Berekenje de temperatuer mei de fergeliking fan kinetische enerzjy fan gas.

Bereken de gasdruk mei de fergeliking fan 'e ideale gaswet (yn oantal mol, n):

PV = n RT

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

P (36 x 10^-3) = 6024.22

De gasdruk is 1.67 x 10⁵ Pascal of 1.67 atmosfearen.

Lês mear

1. ikomgean mei gassen yn in sletten kontener hawwe yn earste ynstânsje folume V en temperatuer F. De eintemperatuer is 5/4T en de eintemperatuer druk is 2P. Wat is it einfolume fan it gas?

Bekend:

Begjinfolume (V₁) = V

Begjintemperatuer (T₁) = T

Eintemperatuer (T₂) = 5/4 T

Begjindruk (P₁) = P

Einddruk (P₂) = 2P

SE busca: Einfolume (V₂)

Oplossing:

2. Bepale it folume fan 2.00 moles fan gassen (ideaal gas) by STP. STP = Standerttemperatuer en -druk.

Bekend:

Mol gas (n) = 2 moles

Standerttemperatuer (T) = 0 ^oC = 0 + 273 = 273 Kelvin

Standertdruk (P) = 1 atm = 1.013 x 10⁵ Pa

Universele gaskonstante (R) = 8.315 Joules/moleKelvin

Wanted Folume fan gassen (V)

Oplossing:

Fergeliking fan Ideale gaswet (yn it oantal mollen, n)

It folume fan 2 mol gas is 44.8 liter.

It folume fan 1 mol gas is 45.4 liter / 2 = 22.4 liter.

It folume fan 1 mol fan elk gas is 22.4 liter.

3. 4 liter soerstofgas hat in temperatuer fan 27 °C en in druk fan 2 atm (1 atm = 10⁵ Pa) yn in sletten kontener. Universele gaskonstante (R) = 8.314 J.mole^-1.K^-1 en it getal fan Avogadro (N_A) = 6.02 x 10²³ molekulen/moleWat binne de molekulen fan soerstofgassen yn 'e kontener?

Bekend:

Folume fan gassen (V) = 4 liter = 4 dm³ = 4 x 10^-3 m³

Temperatuer fan gassen (T) = 27^oC = 27 + 273 = 300 Kelvin

Druk fan gassen (P) = 2 atm = 2 x 10⁵ Pa

Universele gaskonstante (R) = 8.314 J.mole^-1.K^-1

Avogadro's getal (N_A) = 6.02 x 10²³

Wanted Wat binne de molekulen fan soerstofgassen yn 'e kontener (N)

Oplossing:

Yn 1 mol soerstofgas binne der 1.93 x 10²³ soerstofmolekulen.

4. In kontener mei in neongas (Ne, atoommassa = 20 u) by standerttemperatuer en druk (STP) hat in folume fan 2 m³Bepale de massa fan neongas!

Bekend:

Atoommassa fan neon = 20 gram/mole = 0,02 kg/mole

Standert temperatuer (T) = 0^oC = 273 Kelvin

Standert druk (P) = 1 atm = 1.013 x 10⁵ Pascal

Folume (V) = 2 m³

Wanted : mis (M) fan neongas

Oplossing:

By standerttemperatuer en druk (STP), 1 mole fan alle gassen, neongas ynbegrepen, hawwe folume 22.4 liters = 22.4 dm³ = 0.0448 m³.

Yn it folume fan 2 m³, der binne 44.6 mol neongas.

De relative atoommassa fan neongas is 20 gram/mol.

Dit betsjut dat der yn 1 mol 20 gram of 0.02 kg neongas binne. Omdat der yn 1 mol 0.02 kg neongas binne, dan binne der yn 44.6 mol 44.6 mol x 0.02 kg/mol = 0.892 kg = 892 gram neongas.

Lês mear

1. Ideal gassen hawwe yn earste ynstânsje druk P en temperatuer T. It gas ûndergiet de isochoryske proses sadat de eindruk 4 kear de begjindruk wurdt. Wat is de eintemperatuer fan it gas?

Bekend:

Begjindruk (P₁) = P

Einddruk (P₂) = 4P

Begjintemperatuer (T₁) = T

SE busca: Eintemperatuer (T₂)

Oplossing:

De formule fan De wet fan Gay-Lussac :

De eintemperatuer wurdt 4 kear de begjintemperatuer.

2. Yn in sletten kontener hawwe ideale gassen yn earste ynstânsje in temperatuer fan 27^oC. As de eindruk wurdt 2 kear de begjindruk, wat is de eintemperatuer?

Bekend:

Begjindruk (P₁) = P

Einddruk (P₂) = 2P

Begjintemperatuer (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

SE busca: Eintemperatuer (T₂)

Oplossing:

3. In bân wurdt fol mei in oerdruk fan 2 atm by 27 °C. Nei in rit rint de temperatuer yn 'e bân op nei 47 °C. Wat is no de druk yn 'e bân?

Bekend:

De atmosfearyske druk = 1 atm = 1 x 10⁵ Pa

De earste mjitdruk = 2 atm = 2 x 10⁵ Pa

De earste absolute druk (P₁) = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x 10⁵ Pa

De begjintemperatuer (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

De definitive temperatuer (T₁) = 47^oC + 273 = 320 K

Socht: De definitive mjittetemperatuer

Oplossing:

De definitive mjitdruk = definitive absolute druk - atmosfearyske druk

De definitive mjitdruk = 3.2 atm – 1 atm

De definitive mjitdruk = 2.2 atm

Lês mear

1. Yn in sletten kontener wreidet it gas út sadat it einfolume 3 kear it begjinfolume wurdt (V = begjinfolume, T = begjinfolume temperatuer). Wat is de úteinlike temperatuer?

Bekend:

Begjinfolume (V₁) = V

Einfolume (V₂) = 3V

Begjintemperatuer (T₁) = T

SE busca: Eintemperatuer (T₂)

Oplossing:

De formule fan Charles syn wet :

De eintemperatuer fan gassen wurdt 3 kear de begjintemperatuer.

2. ikDealgassen hawwe yn earste ynstânsje folume V en temperatuer T. As it gas de isobarysk proses sadat de temperatuer 2 kear de begjintemperatuer wurdt, dan is it definitive folume fan gassen ...

Bekend:

Begjinfolume (V₁) = V

Begjintemperatuer (T₁) = T

Eintemperatuer (T₂) = 2T

SE busca: einfolume (V₂)

Oplossing:

It definitive folume fan gassen wurdt 2 kear it earste folume.

3. Yn in sletten kontener hawwe ideale gassen yn earste ynstânsje in folume fan 2 liter en in temperatuer fan 27^oC. As it einfolume fan gassen 3 liter wurdt, dan is de eintemperatuer ...

Bekend:

Begjinfolume (V₁) = 2 liter = 2 dm³ = 2 x 10^-3 m³

Einfolume (V₂) = 3 liter = 3 dm³ = 3 x 10^-3 m³

Begjintemperatuer (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

Socht: Eintemperatuer (T₂)

Oplossing:

De úteinlike temperatuer is 177^oC of 177 + 273 = 450 Kelvin.

Lês mear

1. Guon ideale gassen hawwe yn earste ynstânsje druk P en folume V. As it gas ûndergiet isotherm proses sadat de eindruk 4 kear de begjindruk wurdt, dan is it einfolume fan gas ...

Bekend:

Inisjele druk (P₁) = P

Finale druk (P₂) = 4P

Inisjele folume (V₁) = V

SE busca: Finale folume (V₂)

Oplossing:

De formule fan De wet fan Boyle :

PV = konstante

P₁ V₁ =P₂ V₂

(P)(V) = (4P)(V₂)

V = 4 V₂

V₂ = V / 4 = ¼ V

It definitive folume fan gassen is ¼ kear it earste folume.

2. Yn in sletten kontener wreidet it gas út sadat de lêste folume wurdt 2 kear it begjinfolume (V = begjinfolume, P = begjindruk). De definitive druk fan gassen is ...

Bekend:

Inisjele druk (P₁) = P

Inisjele folume (V₁) = V

Finale folume (V₂) = 2V

Wanted : Finale druk (P₂)

Oplossing:

P₁ V₁ =P₂ V₂

PV = P₂ (2V)

P= P₂ (2)

P₂ = P / 2 = ½ P

De gasdruk wurdt heal kear de begjindruk.

3. Yn in sletten kontener, gassen mei in druk fan 2 atm en in folume fan 1 liter. As de gasdruk 4 atm wurdt, dan wurdt it gasfolume...

Bekend:

Inisjele druk (P₁) = 2 atm = 2 x 10⁵ Pa

Finale druk (P₂) = 4 atm = 4 x 10⁵ Pa

Inisjele folume (V₁) = 1 liter = 1 dm³ = 1 x 10^-3 m³

Wanted : Finale folume (V₂)

Oplossing:

P₁ V₁ =P₂ V₂

(2 x 10⁵)(1 x 10^-3) = (4 x 10⁵) V₂

(1)(1 x 10^-3) = (2) V₂

1 x 10^-3 = (2) V₂

V₂ = ½x 10^-3

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

Lês mear

1. Trije kondensatoren, C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 4 μF, binne yn searje en parallel ferbûnBepale de kapasitans fan in inkele kondensator dy't itselde effekt sil hawwe as de kombinaasje.

Bekend:

Kondensator C₁ = 2 μF

Kondensator C₂ = 4 μF

Kondensator C₃ = 4 μF

Socht: De lykweardige kapasitans (C)

Oplossing:

Kondensator C₂ en C₃ parallel ferbûn. De lykweardige kapasitânsje:

C_P = C₂ +C₃ = 4 + 4 = 8 μF

Kondensator C₁ en C_p yn searje ferbûn. De lykweardige kapasitânsje:

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

C = 8/5 μF

2.fiif kondensatoren, C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 6 μF, C₄ = 5 μF, C₅ = 10 μF, binne yn searje en parallel ferbûn. Bepale de kapasitans fan in inkele kondensator dy't itselde effekt sil hawwe as de kombinaasje.

Bekend:

Kondensator C₁ = 2 μF

Kondensator C₂ = 4 μF

Kondensator C₃ = 6 μF

Kondensator C₄ = 5 μF

Kondensator C₅ = 10 μF

Socht: De lykweardige kapasitânsje (C)

Oplossing:

Kondensator C₂ en C₃ binne parallel ferbûn. De lykweardige kapasitans:

C_P = C₂ +C₃

C_P = 4 + 6

C_P = 10 μF

Kondensator C₁, C_P, C₄ en C₅ binne yn searje ferbûn. De lykweardige kapasitânsje:

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 μF, C₂ = 4 μF en C₃ = 3 μF, binne yn searje en parallel ferbûn. Bepale de elektryske enerzjy op 'e sikehuzen.

Bekend:

Kondensator C₁ = 3 μF

Kondensator C₂ = 4 μF

Kondensator C₃ = 3 μF

Socht: De lykweardige kapasitânsje (C)

Oplossing:

Kondensator C₂ en C₃ binne parallel ferbûn. De lykweardige kapasitans:

C_P = C₂ +C₃

C_P = 4+ 3

C_P = 7 μF

Kondensator C₁ en C_P binne yn searje ferbûn. De lykweardige kapasitânsje:

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 = 2.1x10^-6 F

De elektryske enerzjy op 'e sirkwy's:

E = ½ CV²

E = ½ (2.1 x 10^-6) (12²)

E = ½ (2.1 x 10^-6)(144)

E = (2.1 x 10^-6)(72)

E = 151.2 x 10^-6 Joule

E = 1.5 x 10^-4 Joule

Lês mear

1. Fjouwer kondensatoren, C₁ = 2 μF, C₂ = 1 μF, C₃ = 3 μF, C₄ = 4 μF, binne ferbûn yn searjeBepale de kapasitânsje fan in inkele capacitor dat sil itselde effekt hawwe as de kombinaasje.

Bekend:

Kondensator C₁ = 2 μF

Kondensator C₂ = 1 μF

Kondensator C₃ = 3 μF

Kondensator C₃ = 4 μF

Socht: De lykweardige kapasitânsje

Oplossing:

De lykweardige kapasitânsje:

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

C = 12 / 25

C = 0.48

De lykweardige kapasitânsje fan 'e heule kombinaasje is 0.48 μF.

2. Bepale de lading op kondensator C₁ as de potinsjele ferskil tusken P en Q is 12 Volt…

Bekend:

Kondensator C₁ = 10 μF= 10 x 10^-6 F

Kondensator C₂ = 20 μF= 20 x 10^-6 F

Potinsjeel ferskil (V) = 12 Volt

Socht: de lading op kondensator C₁ (Q₁)

Oplossing:

De lykweardige kapasitânsje:

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

Elektryske lading op 'e lykweardige kondensator:

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

Q = 80 μC

Kondensatoren binne yn searje ferbûn sadat elektryske lading op 'e lykweardige kondensatoren = elektryske lading op kondensatoren C₁ = elektryske lading op kondensator C₂.

De elektryske lading op 'e kondensator C₁ is 80 μC.

3. Twa kondensatoren, C₁ = 2 μF en C₂ = 4 μF, binne yn searje ferbûn. De kondensators binne opladen. It potinsjaalferskil op kondensator C₁ is 2 Volt. De elektryske lading op kondensator C₂ is…

Bekend:

Cwatcitor C₁ = 2 μF = 2 x 10^-6 F

Cwatcitor C₂ = 4 μF = 4 x 10^-6 F

It potinsjeel ferskil op in kondensator C₁ (V₁) = 2 Volt

Wanted : Elektryske lading op kondensator C₂.

Oplossing:

Elektryske lading op kondensator C₁ :

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

Q₁ = 4 μC

Kondensators binne yn searje ferbûn, sadat de elektryske lading op 'e kondensator C₁ = elektryske lading op kondensator C₂.

De lading op 'e kondensator C₂ is 4 μC.

Lês mear

1. Oven capacitors, C₁ = 2 μF, C₂ = 1 μF, C₃ = 3 μF, C₄ = 4 μF, binne parallel ferbûn. Bepale de kapasitans fan in inkele kondensator dy't itselde effekt sil hawwe as de kombinaasje.

Bekend:

Kondensator C₁ = 2 μF

Kondensator C₂ = 1 μF

Kondensator C₃ = 3 μF

Kondensator C₃ = 4 μF

Socht: De lykweardige kapasitânsje

Oplossing:

De lykweardige kapasitânsje:

C = C₁ +C₂ +C₃

C = 4 μF+2 μF+3 μF=9 μF

De lykweardige kapasitans fan 'e hiele kombinaasje is 9 μF.

2. Bepale de kosten op kondensator C₂ as de potinsjele ferskil tusken punt A en B is 9 Volt…

Bekend:

Cwatcitor C₁ = 20 μF = 20 x 10^-6 F

Cwatcitor C₂ = 30 μF = 30 x 10^-6 F

Potinsjeel ferskil tusken punten A en B (V_AB) = 9 Volt

Wanted : de lading op 'e kondensator C₂ (Q₂)

Oplossing:

Potinsjeel ferskil:

Kondensatoren binne parallel ferbûn sadat it potinsjele ferskil tusken A en B (V_AB) = it potinsjaalferskil op kondensator C₁ (V₁) = it potinsjaalferskil op kondensator C₂ (V₂) = 9 Volt.

Elektryske lading op kondensator C₂ :

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

Q₂ = 270 μC

De elektryske lading op 'e kondensator C₂ is 270 μC.

3. Trije kondensatoren, C₁ = 4 μF, C₂ = 2 μF, C₃ = 3 μF, binne parallel ferbûn. De kondensatoren binne opladen. It potinsjaalferskil op kondensatoren C₂ is 4 Volt. Bepale

(a) Elektryske lading op kondensator C₁, C₂ en C₃

(b) Elektryske lading op 'e lykweardige kondensator fan 'e hiele kombinaasje

Bekend:

Cwatcitor C₁ = 4 μF = 4 x 10^-6 F

Ckondensator C₂ = 2 μF = 2 x 10^-6 F

Ckondensator C₃ = 3 μF = 3 x 10^-6 F

Potinsjeel ferskil op kondensator C₂ (V₂) = 4 Volt

Wanted : Elektryske lading op kondensator C₃ (Q₃)

Oplossing:

(in) Elektryske lading op kondensator C₃

It potinsjeel ferskil op in kondensator C₃ :

Kondensators binne parallel ferbûn, sadat it potinsjaalferskil op 'e kondensator C₃ (V₃) = it potinsjeel ferskil op kondensator C₂ (V₂) = it potinsjeel ferskil op kondensator C₁ (V₁) = it potinsjeel ferskil op lykweardige kondensator (V) = 4 Volt

Elektryske lading op kondensator C₁ :

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

Q₁ = 16 μC

Elektryske lading op kondensator C₂ :

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

Q₂ = 8 μC

Elektryske lading op kondensator C₃ :

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

Q₃ = 12 μC

(B) Elektryske lading op lykweardige kondensator

Q = Q₁ +Q₂ +Q₃

Q = 16 μC+8 μC+12 μC = 36 μC

Alternative oplossing:

De lykweardige kapasitânsje:

C = C₁ +C₂ +C₃

C = 4 μF+2 μF+3 μF=9 μF

C = 9x10^-6 F

It potinsjeel ferskil op 'e lykweardige kondensator:

V₁ =V₂ =V₃ = V = 4 Volt

De elektryske lading op 'e lykweardige kondensator:

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

Q = 36 μC

Lês mear