Fizika

1. U zatvorenoj posudi imam plinove koji početno imaju volumen V i tlak P. Ako je konačni tlak 4P, a volumen se održava konstantnim, koji je omjer početne kinetičke energije i konačne kinetičke energije?

Poznato:

Početni tlak (P1 ₎ = P

Konačni tlak (P2 ₎ = 4P

Početni volumen ( _V1 ) = V

Konačni volumen ( _V2 ) = V

_{Traži se} : Omjer početne kinetičke energije i konačne kinetičke energije ( K E1 : K E2 ₎

rješenje:

Odnos između tlaka (P), volumena (V) i kinetičke energije (KE) idealnih plinova :

Omjer početne kinetičke energije i konačne kinetičke energije:

[irp]

2. Kolika je prosječna translacijska kinetička energija molekula u idealnom plinu na 57 ^o C.

Poznato:

Temperatura plina (T) = 57 ^° C + 273 = 330 Kelvina

Boltzmannova konstanta (k) = 1.38 x ^10⁻²⁻³ Joule/Kelvin

Traži se: Prosječna translacijska kinetička energija

rješenje:

Odnos između kinetičke energije (KE) i temperature plina (T):

Prosječna translacijska kinetička energija:

[irp]

3. Plin na 27 ^° C u zatvorenoj posudi . Ako se kinetička energija plina poveća 2 puta u odnosu na početnu kinetičku energiju, time je konačna temperatura plina…

Poznato:

Početna temperatura (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Početna kinetička energija = KE

Konačna kinetička energija = 4 K E

Željena: Konačna temperatura ( _T2 )

rješenje:

[irp]

4. Idealni plin se nalazi u zatvorenoj posudi i zagrijava se tako da se konačna prosječna brzina čestica plina poveća 3 puta u odnosu na početnu prosječnu brzinu. Ako je početna temperatura plina 27 ^° C, tada je konačna temperatura idealnog plina…

Poznato:

Početna temperatura = 27 ^° C + 273 = 300 Kelvina

Početna brzina = v

Konačna brzina = 2v

Traži se : Konačna temperatura idealnog plina

rješenje:

Konačna prosječna brzina = 2 x početna prosječna brzina

[irp]

5. Tri mola plina nalaze se u prostoru volumena 36 litara. Svaka molekula plina ima kinetičku energiju od 5 x 10⁻²⁹ ^Joula . Univerzalna plinska konstanta = 8.315 J/mol·K, a Boltzmannova konstanta = 1.38 x 10⁻²⁹ ^J /K. Koliki je tlak plina u posudi?

Poznato:

Broj molova (n) = 3 mola

Volumen = 36 litara = 36 dm³ ^{= 36} x ^10⁻³ m³

Boltzmannova konstanta (k) = 1.38 x ^10⁻²⁻³ J/K

Kinetička energija (KE) = 5 x 10 ^–21 Džula

Univerzalna plinska konstanta (R) = 8.315 J/mol·K

Željeni : Tlak plina (P)

rješenje:

Izračunajte temperaturu koristeći jednadžbu kinetičke energije plina.

Izračunajte tlak plina koristeći jednadžbu zakona idealnog plina (u broju molova, n):

PV = n RT

P (36 x 10⁻³ ⁾ = (3)(8.315)(241.5)

P (36 x 10⁻³ ⁾ = 6024.22

Tlak plina je 1.67 x ^10⁶ Pascala ili 1.67 atmosfera.

Pročitaj više

1. U zatvorenoj posudi imam plinove koji početno imaju volumen V i temperaturu T. Konačna temperatura je 5/4T, a konačni tlak 2P. Koliki je konačni volumen plina?

Poznato:

Početni volumen (V1 ₎ = V

Početna temperatura (T1 ₎ = T

Konačna temperatura (T2 ₎ = 5/4 T

Početni tlak (P1 ₎ = P

Konačni tlak (P2 ₎ = 2P

Traži se: Konačni svezak (V ₂ )

rješenje:

[irp]

2. Odredite volumen 2.00 mola plinova (idealni plin) pri standardnoj temperaturi i tlaku (STP). STP = Standardna temperatura i tlak.

Poznato:

Moli plina (n) = 2 mola leda

Standardna temperatura (T) = 0 ^° C = 0 + 273 = 273 Kelvina

Standardni tlak (P) = 1 atm = 1.013 x ^10⁶ Pa

Univerzalna plinska konstanta (R) = 8.315 Joule/mol e .Kelvin

Traži se : Volumen plinova (V)

rješenje:

Jednadžba zakona idealnog plina (u broju molova, n)

Volumen 2 mola plinova je 44.8 litara.

Volumen 1 mola plinova je 45.4 litre / 2 = 22.4 litre.

Volumen 1 mola bilo kojeg plina je 22.4 litre.

[irp]

3. 4 litre plinovitog kisika imaju temperaturu od 27°C i tlak od 2 atm (1 atm = 10⁶ ^Pa ) u zatvorenoj posudi. Univerzalna plinska konstanta (R) = 8.314 J.mol e⁻¹.K⁻¹ i Avogadrov broj ( NA ₎ ⁼ 6.02 x ^10⁻¹ molekula/mol e⁻¹ . Koje su molekule plinovitog kisika u posudi^?

Poznato:

Volumen plinova (V) = 4 litre = 4 dm³ ^{= 4} x ^10⁻³ m³

Temperatura plinova (T) = 27 ^° C = 27 + 273 = 300 Kelvina

Tlak plinova (P) = 2 atm = 2 x ^10⁶ Pa

Univerzalna plinska konstanta (R) = 8.314 J.mol e− ^1.K − ¹

Avogadrov broj (N _A ) = 6.02 x 10 ²³

Traži se : Koje su molekule kisika u posudi (N)

rješenje:

U 1 molu kisika nalazi se 1.93 x ^10²³ molekula kisika.

[irp]

4. Spremnik koji sadrži neon (Ne, atomska masa = 20 u) pri standardnoj temperaturi i tlaku (STP ) ima volumen od 2 m3 ^. Odredite masu neona!

Poznato:

Atomska masa neona = 20 grama/mol e = 0,02 kg/mol e

Standardna temperatura (T) = 0 ^° C = 273 Kelvina

Standardni tlak (P) = 1 atm = 1.013 x ^10⁶ Pascala

Volumen (V) = 2 ^m³

Traži se : masa (m) neonskog plina

rješenje:

Pri standardnoj temperaturi i tlaku (STP), 1 mole bilo kojih plinova, uključuju neonski plin, imati volumen 22.4 litres = 22.4 dm³ = 0.0448 m³.

U volumenu od 2 m3 ^nalazi se 44.6 mola neonskog plina.

Relativna atomska masa neonskog plina je 20 grama/mol.

To znači da se u 1 molu nalazi 20 grama ili 0.02 kg neonskog plina. Budući da se u 1 molu nalazi 0.02 kg neonskog plina, onda se u 44.6 molu nalazi 44.6 mola x 0.02 kg/mol = 0.892 kg = 892 grama neonskih plinova.

Pročitaj više

1. Plinovi u početku imaju tlak P i temperaturu T. Plin prolazi kroz izohorni proces tako da konačni tlak postaje 4 puta veći od početnog tlaka. Kolika je konačna temperatura plina?

Poznato:

Početni tlak (P1 ₎ = P

Konačni tlak (P2 ₎ = 4P

Početna temperatura (T1 ₎ = T

Željena: Konačna temperatura ( _T2 )

rješenje:

Formula Gay-Lussacovog zakona :

Konačna temperatura postaje 4 puta veća od početne temperature.

[irp]

2. U zatvorenoj posudi idealni plinovi u početku imaju temperaturu od 27 ^o C. Ako konačni tlak postane 2 puta veći od početnog tlaka, koja je konačna temperatura?

Poznato:

Početni tlak (P1 ₎ = P

Konačni tlak (P2 ₎ = 2P

Početna temperatura (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Željena: Konačna temperatura ( _T2 )

rješenje:

[irp]

3. Guma je napunjena do tlaka od 2 atm pri temperaturi od 27°C. Nakon vožnje, temperatura unutar gume raste na 47°C. Koliki je sada tlak unutar gume?

Poznato:

Atmosferski tlak = 1 atm = 1 x ^10⁶ Pa

Početni manometarski tlak = 2 atm = 2 x ^10⁶ Pa

Početni apsolutni tlak (P1 ₎ = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x ¹⁰⁵ Pa

Početna temperatura (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Konačna temperatura (T1 ₎ = 47 ^° C + 273 = 320 K

Traži se: Konačna temperatura na mjeraču

rješenje:

Konačni manometarski tlak = konačni apsolutni tlak – atmosferski tlak

Konačni manometarski tlak = 3.2 atm – 1 atm

Konačni manometarski tlak = 2.2 atm

Pročitaj više

1. U zatvorenoj posudi plin se širi tako da konačni volumen postane 3 puta veći od početnog volumena (V = početni volumen, T = početna temperatura ). Kolika je konačna temperatura?

Poznato:

Početni volumen (V1 ₎ = V

Konačni volumen (V2 ₎ = 3V

Početna temperatura (T1 ₎ = T

Željena: Konačna temperatura ( _T2 )

rješenje:

Formula Charlesovog zakona :

Konačna temperatura plinova postaje 3 puta veća od početne temperature.

[irp]

2. Plinovi koji u početku imaju volumen V i temperaturu T. Ako plin prolazi kroz izobarni proces tako da temperatura postane 2 puta veća od početne temperature, tada je konačni volumen plinova…

Poznato:

Početni volumen (V1 ₎ = V

Početna temperatura (T1 ₎ = T

Konačna temperatura (T2 ₎ = 2T

Traži se: konačni svezak (V ₂ )

rješenje:

Konačni volumen plinova postaje 2 puta veći od početnog volumena.

[irp]

3. U zatvorenoj posudi idealni plinovi u početku imaju volumen od 2 litre i temperaturu od 27 ^° C. Ako konačni volumen plinova postane 3 litre, tada je konačna temperatura…

Poznato:

Početni volumen (V ₁ ) = 2 litre = 2 dm ³ = 2 x 10 ^-3 m ³

Konačni volumen (V2 ⁾ ₌ 3 litre = 3 dm3 ⁼ 3 x ^10-3 m3

Početna temperatura (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Željena: Konačna temperatura ( _T2 )

rješenje:

Konačna temperatura je 177 ^° C ili 177 + 273 = 450 Kelvina.

Pročitaj više

1. Neki idealni plinovi u početku imaju tlak P i volumen V. Ako plin prolazi kroz izotermni proces tako da konačni tlak postane 4 puta veći od početnog tlaka, tada je konačni volumen plina…

Poznato:

Početni tlak (P1 ₎ = P

Konačni tlak (P2 ₎ = 4P

Početni volumen ( _V1 ) = V

Traži se: Konačni svezak (V ₂ )

rješenje:

Formula Boyleovog zakona :

PV = konstanta

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

(P)(V) = (4P)( _V2 )

V = 4 _V²

V2 = V / 4 = ¼ _V

Konačni volumen plinova je ¼ puta veći od početnog volumena.

[irp]

2. U zatvorenoj posudi plin se širi tako da konačni volumen postane 2 puta veći od početnog volumena (V = početni volumen, P = početni tlak). Konačni tlak plinova je…

Poznato:

Početni tlak (P1 ₎ = P

Početni volumen ( _V1 ) = V

Konačni volumen (V2 ₎ = 2V

Željeni : Završni tlak ( _P2 )

rješenje:

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

PV = P2 ( _2V )

P = P2 ( ₂ )

P2 = P / ₂ = ½ P

Tlak plina postaje pola puta početni tlak.

[irp]

3. U zatvorenoj posudi plinovi imaju tlak od 2 atm i volumen od 1 litre. Ako tlak plina postane 4 atm, tada volumen plina postaje...

Poznato:

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

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

Početni volumen (V ₁ ) = 1 litra = 1 dm ³ = 1 x 10 ^-3 m ³

Traži se : Konačni volumen (V ₂ )

rješenje:

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

( 2 x 10⁻ ⁾ (1 x ^{10⁻³ )} ₌ (4 x ^10⁻ ) V²

( 1)(1 x ^10⁻³ ) = (2 ₎ V²

1 x _10⁻³ ⁼ (2) V²

V² ⁼ ½ _x 10⁻³

V ₂ = 0.5 x 10⁻³ ^m³ = 0.5 dm³ ⁼ 0.5 litara ^s⁻¹

Pročitaj više

1. Tri kondenzatora, C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 4 μF, C3 ₌ 4 μF, spojena su serijski i paralelno . Odredite kapacitet jednog kondenzatora koji će imati isti učinak kao i kombinacija.

Poznato:

Kondenzator C ₁ = 2 μF

Kondenzator _C2 = 4 μF

Kondenzator _C3 = 4 μF

Traži se: Ekvivalentni kapacitet (C)

rješenje:

Kondenzatori C2 i C3 _su spojeni paralelno. Ekvivalentni kapacitet _:

C _P = C ₂ + C ₃ = 4 + 4 = 8 μF

Kondenzatori C1 i _Cp su spojeni serijski. Ekvivalentni kapacitet _:

1/C = 1/C ₁ + 1/ C _P = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8

C = 8/5 μF

[irp]

2. Pet kondenzatora, C ₁ = 2 μF, C ₂ = 4 μF, C ₃ = 6 μF, C ₄ = 5 μF, C ₅ = 10 μF, spojeni su serijski i paralelno. Odredite kapacitet jednog kondenzatora koji će imati isti učinak kao i kombinacija.

Poznato:

Kondenzator C₁ = 2 μF

Kondenzator _C2 = 4 μF

Kondenzator _C3 = 6 μF

Kondenzator _C4 = 5 μF

Kondenzator _C5 = 10 μF

Traži se: Ekvivalentni kapacitet (C)

rješenje:

Kondenzatori C2 i C3 _su spojeni paralelno. Ekvivalentni kapacitet _:

CP = _{C2 +} C3_​

CP = 4 + ₆

CP ₌ 10 μF​

Kondenzatori C1 , _{CP ,} C4 i C5 _{spojeni su serijski .} Ekvivalentni kapacitet:

1/C = 1/C1 _{+ 1} / CP + 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

[irp]

3. C₁ = 3 μF, C₂ = 4 μF i C₃ = 3 μF, spojeni su serijski i paralelno. Odredite električna energija na krugovi.

Poznato:

Kondenzator C₁ = 3 μF

Kondenzator _C2 = 4 μF

Kondenzator _C3 = 3 μF​

Traži se: Ekvivalentni kapacitet (C)

rješenje:

Kondenzatori C2 i C3 _su spojeni paralelno. Ekvivalentni kapacitet _:

CP = _{C2 +} C3_​

CP = 4 ₊ 3

CP ₌ 7 μF​

Kondenzatori C1 _i C2P su spojeni serijski. Ekvivalentni kapacitet _:

1/C = 1/C ₁ + 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 x ^10⁻⁶ F

Električna energija u strujnim krugovima:

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 Džula

E = 1.5 x ^10⁻⁶ Džula

Pročitaj više

1. Četiri kondenzatora, C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 1 μF, C3 ₌ 3 μF, C4 ₌ 4 μF, spojena su serijski . Odredite kapacitet jednog kondenzatora koji će imati isti učinak kao i kombinacija.

Poznato:

Kondenzator _C1 = 2 μF

Kondenzator _C2 = 1 μF

Kondenzator _C3 = 3 μF

Kondenzator _C3 = 4 μF

Traži se: Ekvivalentni kapacitet

rješenje:

Ekvivalentni kapacitet:

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

Ekvivalentni kapacitet cijele kombinacije je 0.48 μF.

[irp]

2. Odredite naboj kondenzatora C1 _ako je razlika potencijala između P i Q 12 V…

Poznato:

Kondenzator _C² = 20 μF = 20 x ^10⁻⁶ F​

Kondenzator _C² = 20 μF = 20 x ^10⁻⁶ F​

Razlika potencijala (V) = 12 volti

Traži se: naboj na kondenzatoru _C1 ( _Q1 )

rješenje:

Ekvivalentni kapacitet:

1/C = 1/C1 _{+ 1} / C2

1/C = 1/10 + 1/20 = 2/20 + 1/20 = 3/20

^C = 20/3 μ F = (20/3) x 10⁻⁶ F

Električni naboj na ekvivalentnom kondenzatoru:

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

Q = 80 μC

Kondenzatori su spojeni serijski tako da _je električni naboj na ekvivalentnim kondenzatorima = električni naboj na kondenzatoru C1 = električni naboj na kondenzatoru C2_.

Električni naboj na kondenzatoru _C1 iznosi 80 μC.

[irp]

3. Dva kondenzatora, C1 ₌ 2 μF i C2 ₌ 4 μF, spojena su serijski. Kondenzatori su nabijeni. Razlika potencijala na kondenzatoru C1 _iznosi 2 V. Električni naboj na kondenzatoru C2 _iznosi …

Poznato:

Kondenzator C 1 = 2 _μF = 2 x 10 ^-6 F

Kondenzator C 2 = 4 _μF = 4 x 10 ^-6 F

Razlika potencijala na kondenzatoru C1 ₍ V1 ) ₌ 2 Volta

Traži se : Električni naboj na kondenzatoru C2_.

rješenje:

Električni naboj na kondenzatoru C1 _:

Q1 ₌ C1V1 = (2 x _{10⁻⁶ )} ⁽ 2 ) = 4 x ^10⁻⁶ C

Q1 = 4 μC_​

Kondenzatori su spojeni serijski tako da je električni naboj na kondenzatoru _C1 = električni naboj na kondenzatoru C2_.

Naboj na _kondenzatoru C2 je 4 μC.

Pročitaj više

1. Četiri kondenzatora , C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 1 μF, C3 ₌ 3 μF, C4 ₌ 4 μF, spojena su paralelno. Odredite kapacitet jednog kondenzatora koji će imati isti učinak kao i kombinacija.

Poznato:

Kondenzator C³ = 2 μF_​

Kondenzator C³ = 1 μF_​

Kondenzator C³ = 3 μF_​

Kondenzator C³ = 4 μF_​

Traži se: Ekvivalentni kapacitet

rješenje:

Ekvivalentni kapacitet:

C = _C1 + _C2 + _C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

Ekvivalentni kapacitet cijele kombinacije je 9 μF.

[irp]

2. Odredite naboj na kondenzatoru C2 ako je razlika potencijala između točaka A i B ₉ volti…

Poznato:

Kondenzator C 1 = 20 μF = 20 x ₁₀ ^-6 F

Kondenzator C 2 = 30 μF = 30 x ₁₀ ^-6 F

Razlika potencijala između točaka A i B (V _AB ) = 9 volti

Traži se : naboj na kondenzatoru C2 ( _{Q2 )}

rješenje:

Potencijalna razlika:

Kondenzatori su spojeni paralelno tako da je razlika potencijala između A i B (V _AB ) = razlika potencijala na kondenzatoru C ₁ (V ₁ ) = razlika potencijala na kondenzatoru C ₂ (V ₂ ) = 9 Volti.

Električni naboj na kondenzatoru C2 _:

Q² = C² _V² = (30 x ^10⁻⁶ _{) ( 9} ) = 270 x ^10⁻⁶ C

Q2 = 270 μC_​

Električni naboj na kondenzatoru C2 iznosi 270 μC_.

[irp]

3. Tri kondenzatora, C ₁ = 4 μF, C ₂ = 2 μF, C ₃ = 3 μF, spojena su paralelno. Kondenzatori su nabijeni. Razlika potencijala na kondenzatoru C ₂ iznosi 4 V. Odredite

(a) Električni naboj na kondenzatorima _C1 , _C2 i _C3

(b) Električni naboj na ekvivalentnom kondenzatoru cijele kombinacije

Poznato:

Kondenzator C 1 = 4 _μF = 4 x 10 ^-6 F

C kondenzator C³ ₌ 2 μF = 2 x ^10⁻⁶ F

C kondenzator C³ ₌ 3 μF = 3 x ^10⁻⁶ F

Razlika potencijala na kondenzatoru _C² ( V² ₎ = 4 Volta

Traži se : Električni naboj na kondenzatoru C³ ( _{Q³ )}

rješenje:

(a) _Električni naboj na kondenzatoru C3

Razlika potencijala na kondenzatoru C3 _:

Kondenzatori su spojeni paralelno tako da je razlika potencijala na kondenzatoru C₃ (V₃) = razlika potencijala na kondenzatoru C₂ (V₂) = razlika potencijala na kondenzatoru C₁ (V₁) = razlika potencijala na ekvivalentnom kondenzatoru (V) = 4 volti

Električni naboj na kondenzatoru C1 _:

Q³ ₌ C³ _{V³ =} (1 x ^10⁻⁶ ) (4) = 16 x ^10⁻⁶ C

Q² = 16 μC_​

Električni naboj na kondenzatoru C2 _:

Q³ ₌ C³ _{V³ =} (2 x ^10⁻⁶ ) (4) = 8 x ^10⁻⁶ C

Q² = 8 μC_​

Električni naboj na kondenzatoru C3 _:

Q³ ₌ C³ _{V³ =} (3 x ^10⁻⁶ ) (4) = 12 x ^10⁻⁶ C

Q3 = 12 μC_​

(b) Električni naboj na ekvivalentnom kondenzatoru

Q = _Q1 + _Q2 + _Q3

Q = 16 μC + 8 μC + 12 μC = 36 μC

Alternativno rješenje:

Ekvivalentni kapacitet:

C = _C1 + _C2 + _C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

C = 9 x ^10⁻⁶ F

Razlika potencijala na ekvivalentnom kondenzatoru:

V1 ₌ V2 = V3 _{= V} = 4 Volta

Električni naboj na ekvivalentnom kondenzatoru:

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

Q = 36 μC

Pročitaj više