이상 기체 법칙 문제 18가지 예시
1. 어떤 공간에 있는 이상 기체의 초기 부피는 V이고 온도는 T입니다. 이 기체를 가열하여 온도가 5/4 T로, 압력이 2P로 변하면 기체의 부피는 어떻게 변할까요?
논의
알려져 있다 :
초기 부피(V)1) = V
초기 온도(T)1) = T
최종 온도(T)2) = 5/4 T
초기 압력(P)1) = P
최종 압력(P)2) = 2P
질문했습니다 : 최종권 (V)2)
자와브 :
기체의 부피가 초기 부피의 5/8로 변합니다.
2. 표준 온도 및 압력(STP)에서 기체 2몰의 부피는…
논의
알려져 있다 :
기체의 몰수(n) = 2몰
표준 온도(T) = 0 oC = 0 + 273 = 273 켈빈
표준 압력(P) = 1 atm = 1,013 x 10⁻⁶5 파스칼
기체 상수(R) = 8,315 줄/몰·켈빈
질문했습니다 : 기체 부피(V)
자와브 :
이상 기체 법칙 (몰 수, n)
기체 2몰의 부피는 44,8리터입니다.
기체 1몰의 부피는 45,4리터 / 2 = 22,4리터입니다.
따라서 산소든 헬륨이든 아르곤이든 다른 어떤 기체든 1몰의 부피는 22,4리터입니다.
3. 27°C의 온도와 2 atm의 압력에서 산소 기체 4리터 (1 atm = 10⁻⁴5 Pa)가 용기 안에 있습니다. 기체 상수 R = 8,314 J/mol일 때,- 1.K- 1 그리고 아보가드로 수 NA 6,02 x 1023 분자의 개수가 100개라면, 용기 안에 있는 산소 기체 분자의 수는...
논의
알려져 있다 :
기체 부피(V) = 4리터 = 4데시미터3 = 4x10-3 m3
가스 온도(T) = 27oC = 27 + 273 = 300 켈빈
기체 압력(P) = 2 atm = 2 x 105 파스칼
기체 상수(R) = 8,314 J/mol- 1.K- 1
아보가드로 수(N)A) = 6,02 x 1023
질문했습니다 용기 내 산소 기체 분자 수(N)
자와브 :
볼츠만 상수 :
이상 기체 법칙 (분자 수, N)
산소 기체 1몰에는 1,93 x 10개의 원자가 있습니다.23 산소 분자.
4. 표준 온도 및 압력(STP)에서 네온 기체(Ne, 원자 질량 = 20 u)가 들어 있는 용기의 부피는 2 m³입니다.3네온 가스의 질량을 구하세요!
알려져 있다 :
네온의 원자 질량 = 20g/mol = 0,02kg/mol
표준 온도(T) = 0oC = 273 켈빈
표준 압력(P) = 1 atm = 1,013 x 10⁻⁶5 파스칼
부피(V) = 2 m³3
질문했습니다 : 네온 가스의 질량(m)
자와브 :
표준 온도 및 압력(STP)에서 네온 기체를 포함한 모든 기체 1몰의 부피는 22,4리터(22,4dm³)입니다.3 = 0,0448m3따라서, 2m³의 부피 안에3 네온 가스는 몇 몰입니까?
2m³의 부피 안에3 네온 가스는 44,6몰입니다.
네온 기체의 상대 원자 질량은 20g/mol입니다. 즉, 1몰에는 20g 또는 0,02kg의 네온 기체가 들어 있습니다. 1몰에 0,02kg의 네온 기체가 들어 있으므로, 44,6몰에는 (44,6몰)(0,02kg/mol) = 0,892kg = 892g의 네온 기체가 들어 있습니다.
5. 2017년 SMA/MA 전국시험 문제 22번
이상 기체를 밀폐된 용기에 넣고 온도를 일정하게 유지하면서 부피를 절반으로 줄였습니다. 이때 기체의 압력은 어떻게 될까요?
A. 원본의 4배
B. 다시 두 번
C. 다시 한 번
D. 원래의 1/2배
원래 가격의 1/4
논의
알려진 바에 따르면:
초기 부피 = V
최종 부피 = 1/2 V
초기 압력 = P
일정 온도
질문: 최종 압력
답변 :
P 1 V 1 / T 1 = P 2 V 2 / T 2 —–> 온도(T)는 일정함
P1V1 = P2V2
PV = P2 ( 1 /2V)
P = P 2 (1/2)
2P = P 2
가스 압력이 두 배로 증가합니다.
정답은 B입니다.
6. 2015/2016 SMA/MA 물리 국가고시 문제 21번
아래 내용을 주의 깊게 읽어주세요!
(1) 각 입자는 항상 특정한 방향으로 움직인다
(2) 가스 입자는 방 전체에 고르게 퍼집니다.
(3) 기체 입자의 크기는 용기의 크기에 비해 무시할 수 있습니다.
(4) 발생하는 모든 기체 입자의 충돌은 완전 탄성 충돌입니다.
(5) 입자들 사이의 인력이 고려됩니다.
이상 기체의 성질에 해당하는 설명은 다음과 같습니다…
A. (1) 및 (3)만
B. (2) 및 (4)만
C. (1), (2) 및 (3)만 해당
D. (2), (3) 및 (4)
E. (3), (4) 및 (5)
논의
정답은 1, 2, 3, 4입니다.
7. 2015/2016 SMA/MA 물리 국가고시 문제 21번
아래는 가스와 관련된 사항입니다.
(1) 물질 입자는 일정한 속도로 무작위로 직선 운동을 한다.
(2) 입자들 사이에 발생하는 충돌로 인해 입자들은 약간의 에너지를 잃게 됩니다.
(3) 가스 입자는 방 전체에 고르게 퍼집니다.
(4) 뉴턴의 운동 법칙은 단원자 기체 입자에만 적용됩니다.
(5) 입자 간 충돌에 필요한 시간 간격은 매우 짧습니다.
이러한 설명으로부터 이상 기체의 속성은 다음과 같습니다...
A. (1), (2), (5)
B. (1), (3), (5)
C. (2), (3), (4)
D. (2), (4), (5)
E. (3), (4), (5)
논의
정답은 1, 3, 5입니다.
정답은 B입니다.
8. 2015/2016 SMA/MA 물리 국가고시 문제 21번
(1) 기체는 균일하게 분포된 입자로 이루어져 있다.
(2) 입자와 벽의 충돌은 완전 탄성 충돌입니다.
(3) 입자 간 충돌 사이의 시간 간격은 매우 짧습니다.
(4) 기체의 부피는 그것이 담겨 있는 용기에 비해 매우 큽니다.
(5) 분자의 크기가 매우 작기 때문에 뉴턴의 법칙은 분자에 적용되지 않습니다.
올바른 문장은…
A. (1), (2), 및 (3)
B. (1), (2), 및 (4)
C. (1), (3), 및 (5)
D. (2), (3), 및 (5)
E. (3, (4), 및 (5)
논의
정답은 1, 2, 3입니다.
정답은 A입니다.
9. 2015/2016 SMA/MA 물리 국가고시 문제 22번
이상 기체가 초기에 온도 T, 압력 P에서 부피 V를 차지하는 공간에 있습니다. 이 기체를 가열하여 온도가 3/2 T가 되고 압력이 4/3 P가 되면, 기체의 부피는 어떻게 될까요?
A. 9/8 V
B. 9/5 V
C. 5/3 V
D. 4/3 V
E. 3/2 V
논의
알려진 바에 따르면 :
초기 부피(V1 ) = V
초기 온도(T1 ) = T
초기 압력(P1 ) = P
최종 온도(T2 ) = 3/2 T
최종 압력(P2 ) = 4/3 P
질문 : 최종권(V 2 )
답변 :
정답은 A입니다.
10. 2015/2016 SMA/MA 물리 국가고시 문제 22번
이상 기체가 부피 V₁, 온도 T₁ , 압력 P₁ 상태 로 공간에 존재합니다 . 이 기체를 가열하여 부피가 4/3 V₁이 되고 압력이 5/2 P₁이 되도록 합니다. 이때, 최종 기체 온도 와 초기 기체 온도의 비율은 얼마입니까?
A. 10 : 5
B. 10 : 3
C. 5 : 10
D. 3 : 10
E. 1 : 8
논의
알려진 바에 따르면 :
초기 부피 = V 1
초기 온도 = T 1
초기 압력 = P 1
최종 부피 = 4/3 V 1
최종 압력 = 5/2 P 1
질문 내용 : 최종 온도와 초기 온도의 비교
답변 :
최종 온도를 계산하세요:
정답은 B입니다.
11. 27°C의 온도와 1 atm(1 atm = 10⁵ Pa)의 압력에서 아르곤 기체 3리터가 관 안에 들어 있습니다. 일반 기체 상수 R = 8,314 J· mol⁻¹ · K⁻¹ 이고, 기체 1몰당 입자 수가 6,02 x 10²³ 개일 때 , 관 안에 있는 아르곤 기체 입자의 수는 얼마입니까?
A. 0,83 x 10²³ 개 입자
B. 0,72 x 10²³ 개 입자
C. 0,42 x 10 23 개 입자
D. 0,22 x 10 23 개 입자
예: 0,12 x 10²³ 개 입자
논의
알려진 바에 따르면 :
기체 부피 = 3리터 = 3dm³ = 3 x 10⁻³m³
기체 온도 = 27 ° C + 273 = 300K
기체 압력 = 1 atm = 10⁵ Pa
기체 상수(R) = 8,314 J· mol⁻¹ · K⁻¹
아보가드로 수 (N A ) = 6,02 x 10 23 분자/몰
질문 : 튜브 안에 아르곤 기체 입자는 몇 개나 있을까요?
답변 :
12. 이상 기체가 압력 P, 부피 V, 온도 T인 밀폐 용기 안에 있습니다. 만약 어느 시점에서 온도가 2T로, 부피가 3/2V로 변한다면, 부피와 온도가 변한 후의 초기 압력(P₁)과 최종 압력(P₂)의 비 는 얼마 입니까?
A. 1 : 3
B. 1 : 2
C. 2 : 3
D. 3 : 4
E. 4 : 3
논의
알려진 바에 따르면:
초기 압력(P1 ) = P
초기 부피(V1 ) = V
최종 부피(V2 ) = 3/2 V
초기 온도(T1 ) = T
최종 온도(T2 ) = 2T
요구 사항: 초기 압력(P1 ) 과 최종 압력(P2 ) 의 비교
답변 :
초기 압력과 최종 압력 비교:
P 1 : P 2
P : 4P/3
1 : 4/3
3(1) : (3) 4/3
3 : 4
정답은 D입니다.
13. 부피 V, 온도 T, 압력 P인 산소 기체가 밸브로 닫힌 실린더에 들어 있습니다. 밸브를 누르면 산소의 부피는 3/4 V가 되고 온도는 3/2 T가 됩니다. 이때, 기체의 초기 압력과 최종 압력의 비율은 얼마입니까?
A. P1 : P2 = 1 : 2
B. P1 : P2 = 2 : 3
C. P 1 : P 2 = 3 : 2
D. P 1 : P 2 = 3 : 4
E. P 1 : P 2 = 4 : 3
논의
알려진 바에 따르면:
초기 압력(P1 ) = P
초기 부피(V1 ) = V
최종 부피(V2 ) = 3/4 V
초기 온도(T1 ) = T
최종 온도(T2 ) = 3/2 T
요구 사항: 초기 압력(P1 ) 과 최종 압력(P2 ) 의 비교
답변 :
초기 압력과 최종 압력 비교:
P 1 : P 2
1 : 2
정답은 A입니다.
14. 아래 여러 기체의 밀도(ρ)와 부피(V) 사이의 관계를 나타낸 그래프를 살펴보세요 !
질량이 같은 두 기체는…
논의
밀도 공식:
밀도( ρ ) = 질량(m) / 부피(V)
질량(m) = 밀도( ρ) × 부피(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
질량이 같은 기체 쌍은 1과 3입니다.
15. 이상 기체가 압력 P, 부피 V, 온도 T인 밀폐 용기 안에 있습니다. 만약 어느 시점에서 온도가 2T로, 부피가 3/2V로 변한다면, 부피와 온도가 변한 후의 초기 압력(P₁)과 최종 압력(P₂)의 비 는 얼마 입니까?
A. 1 : 3
B. 1 : 2
C. 2 : 3
D. 3 : 4
E. 4 : 3
논의
알려진 바에 따르면:
초기 압력(P)1) = P
초기 부피(V)1) = V
최종 볼륨(V)2) = 3/2 V
초기 온도(T)1) = T
최종 온도(T)2) = 2T
질문: 초기 압력(P) 비교1) 및 최종 압력(P)2)
답변 :
초기 압력과 최종 압력 비교:
P1 : P2
P : 4P/3
1 : 4/3
3(1) : (3) 4/3
3 : 4
정답은 D입니다.
16. 부피 V, 온도 T, 압력 P인 산소 기체가 밸브로 닫힌 실린더에 들어 있습니다. 밸브를 누르면 산소의 부피는 3/4 V가 되고 온도는 3/2 T가 됩니다. 이때, 초기 압력과 최종 압력의 비율은 얼마입니까?
A.P1 : P2 = 1 : 2
비피1 : P2 = 2 : 3
씨.피1 : P2 = 3 : 2
디피1 : P2 = 3 : 4
E.P1 : P2 = 4 : 3
논의
알려진 바에 따르면:
초기 압력(P)1) = P
초기 부피(V)1) = V
최종 볼륨(V)2) = 3/4 V
초기 온도(T)1) = T
최종 온도(T)2) = 3/2 T
질문: 초기 압력(P) 비교1) 및 최종 압력(P)2)
답변 :
초기 압력과 최종 압력 비교:
P1 : P2
P : 2P
1 : 2
정답은 A입니다.
17. 산소 가스 2리터(O₂)2온도 30도 o1 atm의 압력에서 C (1 atm = 105 Pa)가 관 안에 있습니다. 기체 상수 R = 8,314 J mol일 때,-1 K-1 기체 1몰에 들어있는 분자의 수는 6,02 x 10¹⁸개입니다.23 분자, 그리고 산소 기체 분자(O₂)의 수2튜브 안에는…
A. 0,8 x 1023 분자
B. 0,7 x 1023 분자
C. 0,5 x 1023 분자
D. 0,2 x 1023 분자
E. 0,1 x 1023 분자
논의 :
알려져 있다 :
음성2 = 2리터 = 2데시미터3 = 2x10-3 m3
T = 30 + 273 = 303 K
PATM = 105 파 = 105 N / m2
NA = 6,02x1023 분자/몰 (아보가드로 수)
R = 8,314 J/mol-1 K-1
k = R/NA = 8,314/6,02 x 1023 = 1,38x10-23 J / K
산소의 분자량2 = 32그램/몰 = 32kg/몰
질문했습니다 :
산소 기체 분자 수(O₂)2)
자와브 :
PV = NkT
설명: P = 압력, V = 부피, N = 분자 수, k = 볼츠만 상수
(105 N / m2)(2 x 10-3 m3) = N(1,38 x 10-23 J/K)(303 K)
정답은 C입니다.
18. 산소 기체 2g의 부피 O2 정상 조건(T = 0)에서 (Mr = 32) oC와 P = 1 atm일 때… R = 8,314 J/mol K, 1 atm = 105 Pa)는…
A. 1,4m3
B. 2,0m3
C. 2,3m3
D. 2,5m3
동쪽 3,0m3
논의 :
알려져 있다 :
질량 O2 = 2그램
분자량(Mr) O2 = 32그램/몰
T = 0 + 273 = 273 K
피 = 105 N / m2
R = 8.314 J/mol K
질문했습니다 :
용량 ?
자와브 :
질문 출처:
고등학교/직업고등학교 물리 국가시험 문제
