18 דוגמאות לשאלות על חוק הגז האידיאלי
1. לגז אידיאלי במרחב יש בתחילה נפח V וטמפרטורה T. אם הגז מחומם כך שהטמפרטורה משתנה ל-5/4 T והלחץ משתנה ל-2P, אז נפח הגז משתנה ל...
דִיוּן
זה ידוע :
נפח התחלתי (V1) = V
טמפרטורה התחלתית (T1) = ת
טמפרטורה סופית (טמפרטורת2) = 5/4 טון
לחץ התחלתי (P1) = פ
לחץ סופי (P2) = 2P
נשאל נפח סופי (V2)
ג'וואב :
נפח הגז משתנה לפי 5/8 מהנפח ההתחלתי.
2. נפחם של 2 מולים של גז בטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים (STP) הוא...
דִיוּן
זה ידוע :
מספר מולים של גז (n) = 2 מולים
טמפרטורה סטנדרטית (T) = 0 oC = 0 + 273 = 273 קלווין
לחץ סטנדרטי (P) = 1 אטמוספרה = 1,013 x 105 פסקל
קבוע גז אוניברסלי (R) = 8,315 ג'אול/מול קלווין
נשאל נפח גז (V)
ג'וואב :
חוק הגז האידיאלי (במספר מולים, n)
נפחם של 2 מולים של גז הוא 44,8 ליטר.
נפחו של מול אחד של גז הוא 45,4 ליטר / 2 = 22,4 ליטר.
אז הנפח של מול אחד של גז, בין אם חמצן, הליום, ארגון או כל גז אחר, הוא 22,4 ליטר.
3. 4 ליטר של גז חמצן בטמפרטורה של 27 מעלות צלזיוס בלחץ של 2 אטמ' (אטמונית אחת = 105 פאסאלאט) נמצא במיכל. אם קבוע הגז האוניברסלי R = 8,314 ג'ול מול-1.K-1 ומספר אבוגדרו NA X 6,02 1023 מולקולות, אז מספר מולקולות גז החמצן במיכל הוא...
דִיוּן
זה ידוע :
נפח גז (V) = 4 ליטר = 4 דיצימול3 = 4 x 10-3 m3
טמפרטורת הגז (T) = 27oC = 27 + 273 = 300 קלווין
לחץ גז (P) = 2 אטמוספרות = 2 x 105 פסקל
קבוע גז אוניברסלי (R) = 8,314 ג'ול מול-1.K-1
מספר אבוגדרו (NA) = 6,02 × 1023
נשאל מספר מולקולות גז חמצן במיכל (N)
ג'וואב :
קבוע בולצמן :
חוק הגז האידיאלי (במספר מולקולות, N)
במול אחד של גז חמצן, יש 1,93 x 1023 מולקולות חמצן.
4. כלי המכיל גז ניאון (Ne, מסה אטומית = 20 u) בטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים (STP) הוא בעל נפח של 2 מ"ר.3קבע את המסה של גז ניאון!
זה ידוע :
מסה אטומית של ניאון = 20 גרם/מול = 0,02 ק"ג/מול
טמפרטורה סטנדרטית (T) = 0oC = 273 קלווין
לחץ סטנדרטי (P) = 1 אטמוספרה = 1,013 x 105 פסקל
נפח (V) = 2 מ"ר3
נשאל מסה (מ"ר) של גז ניאון
ג'וואב :
בטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים (STP), מול אחד של כל גז, כולל גז ניאון, הוא בעל נפח של 22,4 ליטר = 22,4 דיצ'ר.3 = 0,0448 מ '3לכן, בנפח של 2 מ"ר3 כמה מולים של גז ניאון יש?
בנפח של 2 מ"ר3 ישנם 44,6 מולים של גז ניאון.
המסה האטומית היחסית של גז ניאון היא 20 גרם/מול. משמעות הדבר היא שמול אחד מכיל 20 גרם או 0,02 ק"ג של גז ניאון. מכיוון שמול אחד מכיל 0,02 ק"ג של גז ניאון, 44,6 מול מכילים (44,6 מול) (0,02 ק"ג/מול) = 0,892 ק"ג = 892 גרם של גז ניאון.
5. שאלות לבחינה הארצית SMA/MA לשנת 2017 מס' 22
גז אידיאלי מונח במיכל סגור, ונפחו מצטמצם בחצי בטמפרטורה קבועה. לחץ הגז כעת...
א. 4 פעמים מקורי
ב. שוב פעמיים
ג. 1 פעמים מקורי
ד. פי חצי מהמקורי
רבע מהמקור
דִיוּן
ידוע כי:
נפח התחלתי = V
נפח סופי = 1/2 וולט
לחץ התחלתי = P
טמפרטורה קבועה
נשאל: לחץ סופי
תשובה:
P1V1 / T1 = P2V2 / T2 —– > קבוע טמפרטורה ( T )
P1V1 = P2V2
P V = P 2 (1/2 V)
P = P² ( 1/2)
2P = P2
לחץ הגז מכפיל את עצמו.
התשובה הנכונה היא ב'.
6. 2015/2016 SMA/MA פיזיקה שאלות או"ם מס' 21
שימו לב להצהרה למטה!
(1) כל חלקיק נע תמיד בכיוון מסוים
(2) חלקיקי הגז מתפזרים באופן שווה בכל רחבי החדר.
(3) ניתן להתעלם מגודל חלקיקי הגז בהשוואה לגודל המיכל.
(4) כל התנגשות של חלקיקי גז המתרחשת היא אלסטית לחלוטין.
(5) כוח המשיכה בין החלקיקים נלקח בחשבון.
ההיגד המתאים לתכונות של גזים אידיאליים הוא...
א. (1) ו-(3) בלבד
ב. (2) ו-(4) בלבד
ג. (1), (2) ו-(3) בלבד
ד. (2), (3) ו-(4)
ה. (3), (4) ו-(5)
דִיוּן
ההיגדים הנכונים הם 1, 2, 3, 4.
7. 2015/2016 SMA/MA פיזיקה שאלות או"ם מס' 21
להלן דברים שקשורים לגז:
(1) חלקיקי חומר נעים בקו ישר במהירות קבועה באופן אקראי.
(2) התנגשויות המתרחשות בין חלקיקים גורמות לחלקיקים לאבד מעט אנרגיה.
(3) חלקיקי הגז מתפזרים באופן שווה בכל רחבי החדר.
(4) חוקי התנועה של ניוטון חלים רק על חלקיקי גז חד-אטומיים.
(5) מרווח הזמן הנדרש להתנגשויות בין חלקיקים הוא קצר מאוד.
מהצהרות אלו, תכונותיהם של גזים אידיאליים כוללות...
א. (1), (2), (5)
ב. (1), (3), (5)
ג. (2), (3), (4)
ד. (2), (4), (5)
ה. (3), (4), (5)
דִיוּן
ההיגדים הנכונים הם 1, 3, 5.
התשובה הנכונה היא ב'.
8. 2015/2016 SMA/MA פיזיקה שאלות או"ם מס' 21
(1) גז מורכב מחלקיקים המפוזרים באופן שווה.
(2) התנגשות החלקיקים עם הדפנות היא אלסטית לחלוטין.
(3) מרווח הזמן בין התנגשויות בין חלקיקים קצר מאוד.
(4) נפח הגז גדול מאוד בהשוואה למיכל שבו הוא נמצא.
(5) חוקי ניוטון אינם חלים על מולקולות משום שגודלן קטן מאוד.
האמירה הנכונה היא…
א. (1), (2) ו-(3)
ב. (1), (2) ו-(4)
ג. (1), (3) ו-(5)
ד. (2), (3) ו-(5)
ה. (3, (4) ו-(5)
דִיוּן
ההיגדים הנכונים הם 1, 2, 3.
התשובה הנכונה היא א'.
9. 2015/2016 SMA/MA פיזיקה שאלות או"ם מס' 22
גז אידיאלי תופס בתחילה חלל בעל נפח V בטמפרטורה T ובלחץ P. אם מחממים את הגז כך שהטמפרטורה שלו הופכת ל-3/2 T והלחץ שלו ל-4/3 P, אז נפח הגז הופך...
א. 9/8 V
ב. 9/5 V
ג. 5/3 וולט
ד. 4/3 V
מזרח 3/2 V
דִיוּן
ידוע כי :
נפח התחלתי (V1 ) = V
טמפרטורה התחלתית (T1 ) = T
לחץ התחלתי (P1 ) = P
טמפרטורה סופית (T² ) = 3/2 T
לחץ סופי (P² ) = 4/2 P
שאלה : כרך סופי (V 2 )
תשובה :
התשובה הנכונה היא א'.
10. 2015/2016 SMA/MA פיזיקה שאלות או"ם מס' 22
גז אידיאלי תופס חלל בעל נפח V1 בטמפרטורה T1 ובלחץ P1 . לאחר מכן הוא מחומם כך שנפח הגז הופך ל-4/3 V1 והלחץ הופך ל-5/2 P1 . היחס בין טמפרטורת הגז הסופית לגז ההתחלתי הוא...
א. 10 : 5
ב. 10 : 3
ג. 5:10
ד. 3:10
ה. 1 : 8
דִיוּן
ידוע כי :
נפח התחלתי = V1
טמפרטורה התחלתית = T1
לחץ התחלתי = P1
נפח סופי = 4/3 V 1
לחץ סופי = 5/2 P 1
שאלה : השוואה בין הטמפרטורה הסופית לטמפרטורה ההתחלתית
תשובה :
חשב את הטמפרטורה הסופית:
התשובה הנכונה היא ב'.
11. סך של 3 ליטר של גז ארגון בטמפרטורה של 27 מעלות צלזיוס ובלחץ של 1 אטמ' (1 אטמ' = 10^ 5 פסקל) נמצאים בצינור. אם קבוע הגז הכללי R = 8,314 ג'ול מול −1.K −1 ומספר החלקיקים במול אחד של גז הוא 6,02 x 10^ 23 חלקיקים, אז מספר חלקיקי גז הארגון בצינור הוא...
א. 0,83 x 1023 חלקיקים
ב. 0,72 x 1023 חלקיקים
ג. 0,42 x 1023 חלקיקים
ד. 0,22 x 1023 חלקיקים
ה. 0,12 x 1023 חלקיקים
דִיוּן
ידוע כי :
נפח גז = 3 ליטר = 3 dm³ = 3 x 10-3 מ"ק
טמפרטורת גז = 27 מעלות צלזיוס + 273 = 300 קלווין
לחץ גז = 1 אטמוספרה = 105 פאסל
קבוע גז אוניברסלי (R) = 8,314 ג'ול מול −1 .K −1
מספר אבוגדרו (N A ) = 6,02 x 10^ 23 מולקולות/מול
שאלה : כמה חלקיקי גז ארגון יש בצינור?
תשובה :
12. גז אידיאלי נמצא בכלי סגור עם לחץ P, נפח V וטמפרטורה T. אם בשלב מסוים הטמפרטורה משתנה ל-2T והנפח ל-3/2 V, אז היחס בין הלחץ ההתחלתי (P1 ) ללחץ הסופי (P2 ) לאחר שינוי V ו-T הוא….
א. 1 : 3
ב. 1 : 2
ג. 2:3
ד. 3:4
ה. 4 : 3
דִיוּן
ידוע כי:
לחץ התחלתי (P1 ) = P
נפח התחלתי (V1 ) = V
נפח סופי (V² ) = 3/2 V
טמפרטורה התחלתית (T1 ) = T
טמפרטורה סופית (T² ) = 2T
מבוקש: השוואה בין לחץ התחלתי (P1 ) ללחץ סופי ( P2 )
תשובה:
השוואה בין לחץ התחלתי ללחץ סופי:
עמ ' 1 : עמ' 2
4P/3
1 : 4/3
3 (1) : (3) 4/3
3: 4
התשובה הנכונה היא ד'.
13. גז חמצן בעל נפח V, טמפרטורה T ולחץ P נמצא בתוך גליל הסגור על ידי שסתום. כאשר לוחצים על השסתום, נפח החמצן הופך ל-3/4 וולט והטמפרטורה הופכת ל-3/2 T, אז היחס בין הלחץ ההתחלתי ללחץ הסופי של הגז הוא ...
א. P1 : P2 = 1 : 2
ב. P1 : P2 = 2 : 3
ג. P1 : P2 = 3 : 2
ד. P1 : P2 = 3 : 4
ה. P1 : P2 = 4 : 3
דִיוּן
ידוע כי:
לחץ התחלתי (P1 ) = P
נפח התחלתי (V1 ) = V
נפח סופי (V² ) = 3/4 V
טמפרטורה התחלתית (T1 ) = T
טמפרטורה סופית (T² ) = 3/2 T
מבוקש: השוואה בין לחץ התחלתי (P1 ) ללחץ סופי ( P2 )
תשובה:
השוואה בין לחץ התחלתי ללחץ סופי:
עמ ' 1 : עמ' 2
1: 2
התשובה הנכונה היא א'.
14. התבוננו בגרף של הקשר בין צפיפות ( ρ) לנפח (V) של גזים שונים למטה!
זוג גזים בעלי אותה מסה הוא...
דִיוּן
נוסחת צפיפות:
צפיפות ( ρ ) = מסה (מ"ר) / נפח (V)
מסה (מ') = צפיפות ( ρ) x נפח (V)
1) מטר = (0,8)(2) = 1,6 ק"ג
2) מטר = (0,8)(4) = 3,2 ק"ג
3) מטר = (0,4)(4) = 1,6 ק"ג
4) מטר = (0,4)(5) = 2 ק"ג
5) מטר = (0,8)(5) = 4 ק"ג
זוג הגזים בעלי אותה מסה הוא 1 ו-3.
15. גז אידיאלי נמצא בכלי סגור עם לחץ P, נפח V וטמפרטורה T. אם בשלב מסוים הטמפרטורה משתנה ל-2T והנפח ל-3/2 V, אז היחס בין הלחץ ההתחלתי (P1 ) ללחץ הסופי (P2 ) לאחר שינוי V ו-T הוא….
א. 1 : 3
ב. 1 : 2
ג. 2:3
ד. 3:4
ה. 4 : 3
דִיוּן
ידוע כי:
לחץ התחלתי (P1) = פ
נפח התחלתי (V1) = V
נפח סופי (V2) = 3/2 וולט
טמפרטורה התחלתית (T1) = ת
טמפרטורה סופית (טמפרטורת2) = 2T
נשאל: השוואה של לחץ התחלתי (P1) ולחץ סופי (P2)
תשובה:
השוואה בין לחץ התחלתי ללחץ סופי:
P1 :פ2
4P/3
1 : 4/3
3 (1) : (3) 4/3
3: 4
התשובה הנכונה היא ד'.
16. גז חמצן בעל נפח V, טמפרטורה T ולחץ P נמצא בתוך גליל הסגור על ידי שסתום. כאשר לוחצים על השסתום, נפח החמצן הופך ל-3/4 וולט והטמפרטורה הופכת ל-3/2 T, אז היחס בין הלחץ ההתחלתי ללחץ הסופי של הגז הוא...
א. פ.1 :פ2 = 1 : 2
ב. פ.1 :פ2 = 2 : 3
סי. פ.1 :פ2 = 3 : 2
ד.פ.1 :פ2 = 3 : 4
אי.פי.1 :פ2 = 4 : 3
דִיוּן
ידוע כי:
לחץ התחלתי (P1) = פ
נפח התחלתי (V1) = V
נפח סופי (V2) = 3/4 וולט
טמפרטורה התחלתית (T1) = ת
טמפרטורה סופית (טמפרטורת2) = 3/2 טון
נשאל: השוואה של לחץ התחלתי (P1) ולחץ סופי (P2)
תשובה:
השוואה בין לחץ התחלתי ללחץ סופי:
P1 :פ2
פ: 2 פ
1: 2
התשובה הנכונה היא א'.
17. 2 ליטר של גז חמצן (O2) טמפרטורה 30 oג בלחץ של 1 אטמ' (1 אטמ' = 105 פאסאלאו) נמצא בתוך צינור. אם קבוע הגז האוניברסלי, R = 8,314 ג'ול מול-1 K-1 ומספר המולקולות במול אחד של גז הוא 6,02 x 1023 מולקולות, ואז מספר מולקולות גז חמצן (O2) בתוך הצינור נמצא...
א. 0,8 x 1023 מולקולה
ב. 0,7 x 1023 מולקולה
ג. 0,5 על 1023 מולקולה
עומק 0,2 על 1023 מולקולה
ה. 0,1 x 1023 מולקולה
דיון:
זה ידוע :
VO2 = 2 ליטר = 2 דימטר3 = 2 x 10-3 m3
T = 30 + 273 = 303 אלף
Pכַּספּוֹמָט = 105 פא = 105 N / m2
NA = 6,02 x 1023 מולקולות/מול (מספר אבוגדרו)
R = 8,314 ג'ול מול-1 K-1
k = R/NA = 8,314/6,02 x 1023 = 1,38 x 10-23 J/K
המסה המולקולרית של O2 = 32 גרם/מול = 32 ק"ג/מול
נשאל :
מספר מולקולות גז החמצן (O2)
ג'וואב :
PV = NkT
תיאור: P = לחץ, V = נפח, N = מספר מולקולות, k = קבוע בולצמן
(105 N / m2)(2 x 10-3 m3) = N(1,38 x 10-23 י/ק)(303 ק"ג)
התשובה הנכונה היא ג'.
18. נפח של 2 גרם של גז חמצן O2 (Mr = 32) בתנאים רגילים (T = 0 oC ו-P = 1 אטמ') הוא... R = 8,314 ג'ול/מול קלווין, 1 אטמ' = 105 אבא) הוא...
א. 1,4 מטר3
ב. 2,0 מטר3
כ-2,3 מטר3
2,5 מטר ד.3
מזרח 3,0 מטר3
דיון:
זה ידוע :
מסה O2 = 2 גרם
מסה מולקולרית (Mr) O2 = 32 גרם/מול
T = 0 + 273 = 273 אלף
P = 105 N / m2
R = 8.314 ג'ול/מול קל
נשאל :
נפח?
ג'וואב :
מקור השאלה:
שאלות בפיזיקה בבחינה הארצית לחטיבת ביניים/תיכון מקצועי
