Примена на првиот закон на термодинамика во некои термодинамички процеси (изобарски изотермален изохорски)

30 Примена на првиот закон на термодинамика во некои термодинамички процеси (Изобарски Изотермален Изохорски) 1. Графиконот подолу го прикажува термодинамичкиот циклус што го доживува гасот. Работата што ја извршува гасот во процесот ABCD е … Познато: Притисок 1 (P1) = 2 x 105 Pa Притисок 2 (P2) = 4 x 105 … Прочитај повеќе

Првиот закон на термодинамиката – проблеми и решенија

30 Прв закон на термодинамика – проблеми и решенија 1. 3000 J топлина се додаваат во системот и системот извршува работа од 2500 J. Колкава е промената на внатрешната енергија на системот? Познато: Топлина (Q) = +3000 Џули Работа (W) = +2500 Џули Посакувана: промената … Прочитај повеќе

Кинетичка теорија на гасови – проблеми и решенија

1. Гасовите во затворен сад првично имаат волумен V и притисок P. Ако конечниот притисок е 4P и волуменот се одржува константен, каков е односот на почетната кинетичка енергија со конечната кинетичка енергија?

Познато:

Почетен притисок (P1 ) = P

Конечен притисок (P2 ) = 4P

Почетен волумен ( V1 ) = V

Конечен волумен ( V2 ) = V

Барано: Односот на почетната кинетичка енергија и конечната кинетичка енергија (K E 1 : K E 2 )

Решение:

Односот помеѓу притисокот (P), волуменот (V) и кинетичката енергија (KE) на идеалните гасови :

Кинетичка теорија на гасови - проблеми и решенија 18

Односот на почетната кинетичка енергија кон конечната кинетичка енергија:

Кинетичка теорија на гасови - проблеми и решенија 19

[ирп]

2. Колкава е просечната транслациска кинетичка енергија на молекулите во идеален гас на 57 o C?

Познато:

Температура на гасот (T) = 57 ° C + 273 = 330 Келвини

Болцманова константа (k) = 1.38 x 10 -23 Џул/Келвин

Се бара: Просечна транслациска кинетичка енергија

Решение:

Односот помеѓу кинетичката енергија (KE) и температурата на гасот (T):

Кинетичка теорија на гасови - проблеми и решенија 3

Просечната транслациска кинетичка енергија:

Кинетичка теорија на гасови - проблеми и решенија 4

[ирп]

3. Гас на 27 ° C во затворен сад . Ако кинетичката енергија на гасот се зголеми за 2 пати од почетната кинетичка енергија, тогаш конечната температура на гасот е…

Познато:

Почетна температура (T1 ) = 27 ° C + 273 = 300 K

Почетна кинетичка енергија = KE

Конечна кинетичка енергија = 4 K E

Барана: Конечната температура ( T2 )

Решение:

Кинетичка теорија на гасови - проблеми и решенија 5

[ирп]

4. Идеален гас се наоѓа во затворен сад, се загрева така што конечната просечна брзина на честичките од гасот се зголемува за 3 пати од почетната просечна брзина. Ако почетната температура на гасот е 27 ° C, тогаш конечната температура на идеалниот гас е…

Познато:

Почетна температура = 27 ° C + 273 = 300 Келвини

Почетна брзина = v

Конечна брзина = 2v

Се бара : Конечната температура на идеалниот гас

Решение:

Кинетичка теорија на гасови - проблеми и решенија 20

Конечната просечна брзина = 2 x почетната просечна брзина

Кинетичка теорија на гасови - проблеми и решенија 7

[ирп]

5. Три молови гас се наоѓаат во простор од 36 литри. Секоја молекула на гас има кинетичка енергија од 5 x 10 -21 Џули. Универзална гасна константа = 8.315 J/mol.K и Болцманова константа = 1.38 x 10 -23 J/K. Колкав е притисокот на гасот во садот?

Познато:

Број на молови (n) = 3 молови

Волумен = 36 литри = 36 dm 3 = 36 x 10 -3 m 3

Болцманова константа (k) = 1.38 x 10 -23 J/K

Кинетичка енергија (KE) = 5 x 10 –21 џули

Универзална гасна константа (R) = 8.315 J/мол.K

Се бара : Притисок на гас (P)

Решение:

Пресметајте ја температурата користејќи ја равенката за кинетичка енергија на гасот.

Кинетичка теорија на гасови - проблеми и решенија 8

Пресметајте го притисокот на гасот користејќи ја равенката на законот за идеален гас (во број на молови, n):

PV = n RT

П (36 x 10 -3 ) = (3)(8.315)(241.5)

P (36 x 10 -3 ) = 6024.22

Кинетичка теорија на гасови - проблеми и решенија 9

Притисокот на гасот е 1.67 x 10 5 Паскал или 1.67 атмосфери.

Прочитај повеќе

Идеален закон за гас – проблеми и решенија

1. Гасовите во затворен сад првично имаат волумен V и температура T. Конечната температура е 5/4 T, а конечниот притисок е 2 P. Колкав е конечниот волумен на гасот?

Познато:

Почетен волумен ( V1 ) = V

Почетна температура (T1 ) = T

Конечна температура (T2 ) = 5/4 T

Почетен притисок (P1 ) = P

Конечен притисок (P2 ) = 2P

Се бара: Последен том (V 2 )

Решение:

Идеален гасен закон - проблеми и решенија 1

[ирп]

2. Определете го волуменот на 2.00 mol гасови (идеален гас) при STP. STP = Стандардна температура и притисок.

Познато:

Молови гас (n) = 2 молови мраз

Стандардна температура (T) = 0 o C = 0 + 273 = 273 Келвини

Стандарден притисок (P) = 1 атм = 1.013 x 10 5 Pa

Универзална гасна константа (R) = 8.315 џул/мол e .Келвин

Се бара : Волумен на гасови (V)

Решение:

Равенка на законот за идеален гас (во број на молови, n)

Идеален гасен закон - проблеми и решенија 2

Волуменот на 2 молови гасови е 44.8 литри.

Волуменот на 1 мол гасови е 45.4 литри / 2 = 22.4 литри.

Волуменот на 1 мол од кој било гас е 22.4 литри.

[ирп]

3. 4 литри кислороден гас имаат температура од 27°C и притисок од 2 atm (1 atm = 105 Pa) во затворен сад. Универзална гасна константа (R) = 8.314 J.mol e −1.K −1 и Авогадров број ( N ​​A ) = 6.02 x 1023 молекули/mol e . Колку се молекулите на кислородните гасови во садот?

Познато:

Волумен на гасови ( V) = 4 литри = 4 dm3 = 4 x 10 -3 m3

Температура на гасови (T) = 27 o C = 27 + 273 = 300 Келвини

Притисок на гасови (P) = 2 атм = 2 x 10 5 Pa

Универзална гасна константа (R) = 8.314 J.mol e −1 .K −1

Авогадров број (N A ) = 6.02 x 10 23

Се бара : Кои се молекулите на гасовите кислород во садот (N)

Решение:

Идеален гасен закон - проблеми и решенија 3

Во 1 мол кислородни гасови, има 1.93 x 1023 молекули на кислород.

[ирп]

4. Сад што содржи неонски гас (Ne, атомска маса = 20 u) при стандардна температура и притисок (STP ) има волумен од 2 m3 . Определете ја масата на неонскиот гас!

Познато:

Атомска маса на неон = 20 грам/мол e = 0,02 кг/мол e

Стандардна температура (T) = 0 o C = 273 Келвини

Стандарден притисок (P) = 1 atm = 1.013 x 10 5 Паскал

Волумен (V) = 2 м3

Се бара : маса (m) на неонски гас

Решение:

На стандардна температура и притисок (STP), 1 молe од какви било гасови, вклучуваат неонски гас, имаат волумен 22.4 литарs = 22.4 dm3 = 0.0448 м3.

Идеален гасен закон - проблеми и решенија 4

Во волумен од 2 м3 , има 44.6 молови неонски гас.

Релативната атомска маса на неонскиот гас е 20 грама/мол.

Ова значи дека во 1 мол има 20 грама или 0.02 кг неонски гас. Бидејќи во 1 мол има 0.02 кг неонски гас, тогаш во 44.6 мол има 44.6 молови x 0.02 кг/мол = 0.892 кг = 892 грама неонски гасови.

Прочитај повеќе

Геј-Лисаков закон (константен волумен) – проблеми и решенија

1. Гасовите првично имаат притисок P и температура T. Гасот поминува низ изохорен процес , така што конечниот притисок станува 4 пати поголем од почетниот притисок. Која е конечната температура на гасот?

Познато:

Почетен притисок (P1 ) = P

Конечен притисок (P2 ) = 4P

Почетна температура (T1 ) = T

Посакувана: Конечна температура ( T2 )

Решение:

Формулата на законот на Геј-Лисак :

Геј-Лисаков закон (константен волумен) - проблеми и решенија 1

Конечната температура станува 4 пати поголема од почетната температура.

[ирп]

2. Во затворен сад, идеалните гасови првично имаат температура од 27 ° C. Ако конечниот притисок стане 2 пати поголем од почетниот притисок, која е конечната температура?

Познато:

Почетен притисок (P1 ) = P

Конечен притисок (P2 ) = 2P

Почетна температура (T1 ) = 27 ° C + 273 = 300 K

Посакувана: Конечна температура ( T2 )

Решение:

Геј-Лисаков закон (константен волумен) - проблеми и решенија 2

[ирп]

3. Гумата е наполнета до манометарски притисок од 2 атмосфери на 27°C. По возењето, температурата во гумата се искачува на 47°C. Колкав е притисокот во гумата сега?

Познато:

Атмосферскиот притисок = 1 атм = 1 x 10 5 Па

Почетниот манометарски притисок = 2 атм = 2 x 10 5 Pa

Почетниот апсолутен притисок (P1 ) = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x 10 5 Pa

Почетната температура (T1 ) = 27 ° C + 273 = 300 K

Конечната температура (T1 ) = 47 ° C + 273 = 320 K

Барано: Конечна температура на мерач

Решение:

Геј-Лисаков закон (константен волумен) - проблеми и решенија 3

Конечниот манометарски притисок = конечен апсолутен притисок – атмосферски притисок

Конечниот притисок на манометарот = 3.2 атм – 1 атм

Конечниот притисок на манометарот = 2.2 атм

Прочитај повеќе

Чарлов закон (константен притисок) – проблеми и решенија

1. Во затворен сад, гасот се шири така што конечниот волумен станува 3 пати поголем од почетниот волумен (V = почетен волумен, T = почетна температура ). Која е конечната температура?

Познато:

Почетен волумен ( V1 ) = V

Конечен волумен (V2 ) = 3V

Почетна температура (T1 ) = T

Посакувана: Конечна температура ( T2 )

Решение:

Формулата на Чарлсовиот закон :

Чарлов закон (константен притисок) - проблеми и решенија 1

Конечната температура на гасовите станува 3 пати поголема од почетната температура.

[ирп]

2. Се однесува на гасови кои првично имаат волумен V и температура T. Ако гасот помине низ изобарски процес , така што температурата станува 2 пати поголема од почетната температура, тогаш конечниот волумен на гасовите е…

Познато:

Почетен волумен ( V1 ) = V

Почетна температура (T1 ) = T

Конечна температура (T2 ) = 2T

Се бара: последен том (V 2 )

Решение:

Чарлов закон (константен притисок) - проблеми и решенија 2

Конечниот волумен на гасовите станува 2 пати поголем од почетниот волумен.

[ирп]

3. Во затворен сад, идеалните гасови првично имаат волумен од 2 литри и температура од 27 ° C. Ако конечниот волумен на гасовите стане 3 литри, тогаш конечната температура е…

Познато:

Почетен волумен (V1 ) = 2 литри = 2 dm3 = 2 x 10-3 m3

Конечен волумен (V2 ) = 3 литри = 3 dm3 = 3 x 10 -3 m3

Почетна температура (T1 ) = 27 ° C + 273 = 300 K

Посакувана: Конечна температура ( T2 )

Решение:

Чарлов закон (константен притисок) - проблеми и решенија 3

Конечната температура е 177 ° C или 177 + 273 = 450 Келвини.

Прочитај повеќе

Бојлов закон (константна температура) – проблеми и решенија

1. Некои идеални гасови првично имаат притисок P и волумен V. Ако гасот помине низ изотермен процес , така што конечниот притисок станува 4 пати поголем од почетниот притисок, тогаш конечниот волумен на гасот е…

Познато:

Почетен притисок (P1 ) = P

Конечен притисок (P2 ) = 4P

Почетен волумен ( V1 ) = V

Се бара: Последен том (V 2 )

Решение:

Формулата на Бојловиот закон :

PV = константа

П 1 В 1 = П 2 В 2

(P)(V) = (4P)( V2 )

V = 4 V 2

V2 = V / 4 = ¼ V

Конечниот волумен на гасовите е ¼ пати поголем од почетниот волумен.

[ирп]

2. Во затворен сад, гасот се шири така што конечниот волумен станува 2 пати поголем од почетниот волумен (V = почетен волумен, P = почетен притисок). Конечниот притисок на гасовите е…

Познато:

Почетен притисок (P1 ) = P

Почетен волумен ( V1 ) = V

Конечен волумен (V2 ) = 2V

Се бара : Последен притисок ( P2 )

Решение:

П 1 В 1 = П 2 В 2

PV = P2 ( 2V )

П = П2 ( 2 )

П2 = П / 2 = ½ П

Притисокот на гасот станува половина пати поголем од почетниот притисок.

[ирп]

3. Во затворен сад, гасовите имаат притисок од 2 атмосфери и волумен од 1 литар. Ако притисокот на гасот стане 4 атмосфери, тогаш волуменот на гасот станува...

Познато:

Почетен притисок (P1 ) = 2 атм = 2 x 105 Pa

Конечен притисок (P2 ) = 4 атм = 4 x 105 Pa

Почетен волумен (V1 ) = 1 литар = 1 dm3 = 1 x 10-3 m3

Се бара : Последен том (V 2 )

Решение:

П 1 В 1 = П 2 В 2

( 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 = ½ x 10 -3

V 2 = 0.5 x 10 -3 m 3 = 0.5 dm 3 = 0.5 литри s

Прочитај повеќе

Кондензатори во серии и паралели – проблеми и решенија

1. Три кондензатори, C1 = 2 μF, C2 = 4 μF, C3 = 4 μF, се поврзани сериски и паралелно . Определете ја капацитивноста на еден кондензатор што ќе има ист ефект како и комбинацијата.

Кондензатори во сериска и паралелна врска – проблеми и решенија 1Познато:

Кондензатор C 1 = 2 μ F

Кондензатор C2 = 4 μF

Кондензатор C3 = 4 μF

Барана: Еквивалентна капацитивност (C)

Решение:

Кондензаторите C2 и C3 се поврзани паралелно. Еквивалентниот капацитет:

C P = C 2 + C 3 = 4 + 4 = 8 μ F

Кондензаторите C 1 и C p се поврзани сериски. Еквивалентниот капацитет:

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

C = 8/5 μ F

[ирп]

2. Пет кондензатори, C 1 = 2 μF, C 2 = 4 μF, C 3 = 6 μF, C 4 = 5 μF, C 5 = 10 μF, се поврзани сериски и паралелно. Определете ја капацитивноста на еден кондензатор што ќе има ист ефект како и комбинацијата.

Познато:

Кондензатори во сериска и паралелна врска – проблеми и решенија 2Кондензатор C1 = 2 μF

Кондензатор C2 = 4 μF

Кондензатор C3 = 6 μF

Кондензатор C4 = 5 μF

Кондензатор C5 = 10 μF

Барана: Еквивалентна капацитивност (C)

Решение:

Кондензаторите C2 и C3 се поврзани паралелно. Еквивалентниот капацитет:

КП = C2 + C3​

КП = 4 + 6

CP = 10 μ F

Кондензаторите C1 , CP , C4 и C5 се поврзани сериски. Еквивалентниот капацитет :

1/C = 1/C 1 + 1/ C P + 1/ C 4 + 1/ C 5

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 μ F

[ирп]

3 C1 = 3 μF, C2 = 4 μF и C3 = 3 μF, се поврзани сериски и паралелно. Определете го електрична енергија на кола.

Познато:

Кондензатор C1 = 3 μFКондензатори во сериска и паралелна врска – проблеми и решенија 3

Кондензатор C2 = 4 μF

Кондензатор C3 = 3 μF​

Барана: Еквивалентна капацитивност (C)

Решение:

Кондензаторите C2 и C3 се поврзани паралелно. Еквивалентниот капацитет:

КП = C2 + C3​

КП = 4 + 3

CP = 7 μ F

Кондензаторите C 1 и C P се поврзани сериски. Еквивалентниот капацитет:

1/C = 1/C 1 + 1/ C P

1/C = 1/3 + 1/7

1/C = 21.7.2016 + 21.3.2016

1/C = 10/21

C = 21/10

C = 2.1 μ F

C = 2.1 x 10 -6 F

Електричната енергија во струјните кола:

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 Џули

E = 1.5 x 10 -4 Џули

Прочитај повеќе

Кондензатори во серија – проблеми и решенија

1. Четири кондензатори, C1 = 2 μF, C2 = 1 μF, C3 = 3 μF, C4 = 4 μF, се поврзани сериски . Определете ја капацитивноста на еден кондензатор што ќе има ист ефект како и комбинацијата.

Познато:

Кондензатор C1 = 2 μF

Кондензатор C2 = 1 μF

Кондензатор C3 = 3 μF

Кондензатор C3 = 4 μF

Барано: Еквивалентен капацитет

Решение:

Еквивалентен капацитет:

1/C = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3 + 1/C 4

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

Еквивалентниот капацитет на целата комбинација е 0.48 μF.

[ирп]

2. Определете го полнежот на кондензаторот C 1 ако разликата на потенцијали помеѓу P и Q е 12 волти…

Кондензатори во серии – проблеми и решенија 1Познато:

Кондензатор C1 = 20 μF = 20 x 10-6 F​

Кондензатор C2 = 20 μF = 20 x 10-6 F​

Потенцијална разлика (V) = 12 Волти

Се бара: полнежот на кондензаторот C1 ( Q1 )

Решение:

Еквивалентен капацитет:

1/C = 1/C 1 + 1/ C 2

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

C = 20/3 μ F = (20/3) x 10 -6 F

Електричен полнеж на еквивалентниот кондензатор:

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

Q = 80 μ C

Кондензаторите се поврзани сериски така што електричниот полнеж на еквивалентните кондензатори = електричен полнеж на кондензаторот C1 = електричен полнеж на кондензаторот C2.

Електричниот полнеж на кондензаторот C1 е 80 μC.

[ирп]

3. Два кондензатори, C 1 = 2 μF и C 2 = 4 μF, се поврзани сериски. Кондензаторите се наелектризирани. Разликата на потенцијалот на кондензаторот C 1 е 2 волти. Електричниот полнеж на кондензаторот C 2 е…

Познато:

C apa c itor C 1 = 2 μ F = 2 x 10 -6 F

C apa c itor C 2 = 4 μ F = 4 x 10 -6 F

Потенцијалната разлика на кондензаторот C 1 (V 1 ) = 2 Волти

Се бара : Електричен полнеж на кондензатор C2.

Решение:

Електричен полнеж на кондензатор C1 :

Q1 = C1V1 = (2 x 10-6 ) ( 2) = 4 x 10-6 C

Q1 = 4 μC​

Кондензаторите се поврзани сериски така што електричен полнеж на кондензаторот C1 = електричен полнеж на кондензаторот C2.

Полнењето на кондензаторот C2 е 4 μC.

Прочитај повеќе

Паралелно поврзани кондензатори – проблеми и решенија

1. Четири кондензатори , C1 = 2 μF, C2 = 1 μF, C3 = 3 μF, C4 = 4 μF, се поврзани паралелно. Определете ја капацитивноста на еден кондензатор што ќе има ист ефект како и комбинацијата.

Познато:

Кондензатор C1 = 2 μF​

Кондензатор C2 = 1 μF​

Кондензатор C3 = 3 μF​

Кондензатор C3 = 4 μF​

Барано: Еквивалентен капацитет

Решение:

Еквивалентен капацитет:

C = C1 + C2 + C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

Еквивалентниот капацитет на целата комбинација е 9 μF.

[ирп]

2. Определете го полнежот на кондензаторот C 2 ако разликата на потенцијалот помеѓу точките A и B е 9 волти…

Кондензатори во паралелна врска – проблеми и решенија 1

Познато:

C apa c itor C 1 = 20 μ F = 20 x 10 -6 F

C apa c itor C 2 = 30 μ F = 30 x 10 -6 F

Потенцијална разлика помеѓу точките А и Б (V AB ) = 9 Волти

Се бара : полнежот на кондензаторот C2 ( Q2 )

Решение:

Потенцијална разлика:

Кондензаторите се поврзани паралелно така што разликата на потенцијали помеѓу A и B (V AB ) = разликата на потенцијали на кондензаторот C 1 (V 1 ) = разликата на потенцијали на кондензаторот C 2 (V 2 ) = 9 Волти.

Електричен полнеж на кондензатор C2 :

Q2 = C2V2 = (30 x 10-6 ) ( 9 ) = 270 x 10-6 C

Q2 = 270 μC​

Електричниот полнеж на кондензаторот C 2 е 27 0 μ C.

[ирп]

3. Три кондензатори, C 1 = 4 μF, C 2 = 2 μF, C 3 = 3 μF, се поврзани паралелно. Кондензаторите се наелектризирани. Разликата на потенцијалот на кондензаторот C 2 е 4 волти. Определете

(а) Електричен полнеж на кондензаторите C1 , C2 и C3

(б) Електричен полнеж на еквивалентниот кондензатор на целата комбинација

Познато:

C apa c itor C 1 = 4 μ F = 4 x 10 -6 F

C кондензатор C2 = 2 μ F = 2 x 10 -6 F

C кондензатор C3 = 3 μ F = 3 x 10 -6 F

Потенцијална разлика на кондензаторот C2 ( V2 ) = 4 волти

Се бара : Електричен полнеж на кондензатор C3 ( Q3 )

Решение:

(а) Електричен полнеж на кондензатор C3

Потенцијалната разлика на кондензаторот C3 :

Кондензаторите се поврзани паралелно, така што потенцијалната разлика на кондензаторот C3 (V3) = потенцијална разлика на кондензаторите C2 (V2) = потенцијална разлика на кондензаторите C1 (V1) = потенцијалната разлика на еквивалентните кондензатори (V) = 4 Волти

Електричен полнеж на кондензатор C1 :

Q1 = C1V1 = (4 x 10-6 ) ( 4 ) = 16 x 10-6 C

Q1 = 16 μC​

Електричен полнеж на кондензатор C2 :

Q2 = C2V2 = (2 x 10-6 ) ( 4 ) = 8 x 10-6 C

Q2 = 8 μC​

Електричен полнеж на кондензатор C3 :

Q3 = C3V3 = (3 x 10-6 ) ( 4 ) = 12 x 10-6 C

Q3 = 12 μC​

(б) Електричен полнеж на еквивалентен кондензатор

Q = Q1 + Q2 + Q3

Q = 16 μ C + 8 μ C + 12 μ C = 36 μ C

Алтернативно решение:

Еквивалентен капацитет:

C = C1 + C2 + C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

C = 9 x 10 -6 F

Потенцијалната разлика на еквивалентниот кондензатор:

V1 = V2 = V3 = V = 4 Волти

Електричниот полнеж на еквивалентниот кондензатор:

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

Q = 36 μ C

Прочитај повеќе