Fysica

1. Een gas in een gesloten container heeft aanvankelijk een volume V en een druk P. Als de einddruk 4P is en het volume constant blijft, wat is dan de verhouding tussen de beginkinetische energie en de eindkinetische energie?

Bekend:

Initiële druk (P ₁ ) = P

Einddruk (P ₂ ) = 4P

Initieel volume (V ₁ ) = V

Eindvolume (V ₂ ) = V

Gevraagd: De verhouding tussen de initiële kinetische energie en de uiteindelijke _kinetische energie ( KE1 : KE2 ₎

oplossing:

De relatie tussen druk (P), volume (V) en kinetische energie (KE) van ideale gassen :

De verhouding tussen de initiële kinetische energie en de uiteindelijke kinetische energie:

[irp]

2. Wat is de gemiddelde translationele kinetische energie van moleculen in een ideaal gas bij 57 ^° C?

Bekend:

Temperatuur van het gas (T) = 57 ^° C + 273 = 330 Kelvin

De constante van Boltzmann (k) = 1.38 x 10⁻²³ ^Joule /Kelvin

Gezocht: De gemiddelde translationele kinetische energie

oplossing:

De relatie tussen kinetische energie (KE) en de temperatuur van het gas (T):

De gemiddelde translationele kinetische energie:

[irp]

3. Een gas bevindt zich in een gesloten container bij 27 ^° C . Als de kinetische energie van het gas tweemaal zo groot wordt als de initiële kinetische energie, wat is dan de uiteindelijke temperatuur van het gas?

Bekend:

Initiële temperatuur (T ₁ ) = 27 ^o C + 273 = 300 K

Initiële kinetische energie = KE

Eindkinetische energie = 4 KE

Gevraagd: De eindtemperatuur (T ₂ )

oplossing:

[irp]

4. Een ideaal gas bevindt zich in een gesloten container en wordt verwarmd, waardoor de gemiddelde eindsnelheid van de gasdeeltjes met een factor 3 toeneemt ten opzichte van de gemiddelde beginsnelheid. Als de begintemperatuur van het gas 27 ^° C is, wat is dan de eindtemperatuur van het ideale gas?

Bekend:

Initiële temperatuur = 27 ^° C + 273 = 300 Kelvin

Beginsnelheid = v

Eindsnelheid = 2v

Gevraagd : De eindtemperatuur van een ideaal gas

oplossing:

De eindgemiddelde snelheid = 2 maal de begingemiddelde snelheid

[irp]

5. In een ruimte met een volume van 36 liter bevindt zich drie mol gas. Elk gasmolecuul heeft een kinetische energie van 5 x 10⁻²¹ ^joule . De universele gasconstante is 8.315 J/mol·K en de constante van Boltzmann is 1.38 x 10⁻²³ ^J /K. Wat is de gasdruk in de container?

Bekend:

Aantal mol (n) = 3 mol

Volume = 36 liter = 36 dm³ ^{= 36} x ^10⁻³ m³

Boltzmannconstante (k) = 1.38 x ^10⁻²³ J/K

Kinetische energie (KE) = 5 x 10 ^–21 Joule

Universele gasconstante (R) = 8.315 J/mol·K

Gezocht : Gasdruk (P)

oplossing:

Bereken de temperatuur met behulp van de vergelijking voor de kinetische energie van een gas.

Bereken de gasdruk met behulp van de vergelijking van de ideale gaswet (in aantal mol, n):

PV = n RT

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

P (36 x 10 ^-3 ) = 6024.22

De gasdruk bedraagt ​​1.67 x ^10⁵ Pascal of 1.67 atmosfeer.

Lees meer

1. Twee gassen in een gesloten container hebben aanvankelijk een volume V en een temperatuur T. De eindtemperatuur is 5/4T en de einddruk is 2P. Wat is het eindvolume van het gas?

Bekend:

Initieel volume (V ₁ ) = V

Initiële temperatuur (T ₁ ) = T

Eindtemperatuur (T ₂ ) = 5/4 T

Initiële druk (P ₁ ) = P

Einddruk (P ₂ ) = 2P

Gezocht: Laatste deel (V ₂ )

oplossing:

[irp]

2. Bepaal het volume van 2.00 mol gas (ideaal gas) bij STP. STP = Standaardtemperatuur en -druk.

Bekend:

Aantal mol gas (n) = 2 mol ijs

Standaardtemperatuur (T) = 0 ^° C = 0 + 273 = 273 Kelvin

Standaarddruk (P) = 1 atm = 1.013 x ^10⁵ Pa

Universele gasconstante (R) = 8.315 Joule/ mol e.Kelvin

Gevraagd : Volume van gassen (V)

oplossing:

Vergelijking van de ideale gaswet (in het aantal mol, n)

Het volume van 2 mol gas is 44.8 liter.

Het volume van 1 mol gas is 45.4 liter / 2 = 22.4 liter.

Het volume van 1 mol van elk gas is 22.4 liter.

[irp]

3. In een gesloten container bevindt zich 4 liter zuurstofgas met een temperatuur van 27 °C en een druk van 2 atm (1 atm = 10⁵ ^Pa ). De universele gasconstante (R) is 8.314 J·mol⁻¹ · K⁻¹ ^en het getal van Avogadro ( NA ₎ is 6.02 x ^10²³ moleculen/mol . Hoeveel moleculen zuurstofgas bevinden zich in de container^?

Bekend:

Volume van de gassen (V) = 4 liter = 4 dm³ ^{= 4} x ^10⁻³ m³

Temperatuur van de gassen (T) = 27 ^° C = 27 + 273 = 300 Kelvin

Gasdruk (P) = 2 atm = 2 x ^10⁵ Pa

Universele gasconstante (R) = 8.314 J.mol e ⁻¹ .K ⁻¹

Het getal van Avogadro (N _A ) = 6.02 x 10 ²³

Gevraagd : Wat zijn de moleculen van zuurstofgas in de container (N)?

oplossing:

In 1 mol zuurstofgas bevinden zich 1.93 x 10²³ ^{zuurstofmoleculen}.

[irp]

4. Een container met neongas (Ne, atoommassa = 20 u) bij standaardtemperatuur en -druk (STP ) heeft een volume van 2 m³ ^. Bepaal de massa van het neongas!

Bekend:

Atoomgewicht van neon = 20 gram/mol e = 0,02 kg/mol e

Standaardtemperatuur (T) = 0 ^° C = 273 Kelvin

Standaarddruk (P) = 1 atm = 1.013 x ^10⁵ Pascal

Volume (V) = 2 ^m³

Gezocht : massa (m) van neongas

oplossing:

Bij standaardtemperatuur en -druk (STP), 1 mole van alle gassen, inclusief neongas, hebben volume 22.4 liters = 22.4 dm³ = 0.0448 m³.

In een volume van 2 m³ ^bevinden zich 44.6 mol neongas.

De relatieve atoommassa van neongas is 20 gram/mol.

Dit betekent dat er in 1 mol 20 gram of 0.02 kg neongas zit. Omdat er in 1 mol 0.02 kg neongas zit, is er in 44.6 mol 44.6 mol x 0.02 kg/mol = 0.892 kg = 892 gram neongas.

Lees meer

1. Twee gassen hebben aanvankelijk een druk P en een temperatuur T. Het gas ondergaat een isochore verandering , waardoor de einddruk vier keer zo hoog wordt als de begindruk. Wat is de eindtemperatuur van het gas?

Bekend:

Initiële druk (P ₁ ) = P

Einddruk (P ₂ ) = 4P

Initiële temperatuur (T ₁ ) = T

Gevraagd: Eindtemperatuur (T ₂ )

oplossing:

De formule van de wet van Gay-Lussac :

De eindtemperatuur wordt vier keer de begintemperatuur.

[irp]

2. In een gesloten container hebben ideale gassen aanvankelijk een temperatuur van 27 ^° C. Als de einddruk tweemaal zo hoog wordt als de begindruk, wat is dan de eindtemperatuur?

Bekend:

Initiële druk (P ₁ ) = P

Einddruk (P ₂ ) = 2P

Initiële temperatuur (T ₁ ) = 27 ^o C + 273 = 300 K

Gevraagd: Eindtemperatuur (T ₂ )

oplossing:

[irp]

3. Een band wordt bij 27°C opgepompt tot een overdruk van 2 atm. Na een rit stijgt de temperatuur in de band tot 47°C. Wat is de druk in de band nu?

Bekend:

De atmosferische druk = 1 atm = 1 x ^10⁵ Pa

De initiële overdruk = 2 atm = 2 x ^10⁵ Pa

De initiële absolute druk (P ₁ ) = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x 10 ⁵ Pa

De begintemperatuur (T ₁ ) = 27 ^o C + 273 = 300 K

De eindtemperatuur (T ₁ ) = 47 ^o C + 273 = 320 K

Gezocht: De uiteindelijke temperatuur van de meter

oplossing:

De uiteindelijke overdruk = uiteindelijke absolute druk – atmosferische druk

De uiteindelijke overdruk = 3.2 atm – 1 atm

De uiteindelijke overdruk bedraagt ​​2.2 atm.

Lees meer

1. In een gesloten container zet het gas uit, waardoor het eindvolume 3 keer zo groot wordt als het beginvolume (V = beginvolume, T = begintemperatuur ) . Wat is de eindtemperatuur?

Bekend:

Initieel volume (V ₁ ) = V

Eindvolume (V ₂ ) = 3V

Initiële temperatuur (T ₁ ) = T

Gevraagd: Eindtemperatuur (T ₂ )

oplossing:

De formule van de wet van Charles :

De uiteindelijke temperatuur van gassen wordt 3 keer de begintemperatuur.

[irp]

2. Gas heeft aanvankelijk een volume V en een temperatuur T. Als het gas een isobare transformatie ondergaat waarbij de temperatuur tweemaal de begintemperatuur wordt, wat is dan het uiteindelijke volume van het gas?

Bekend:

Initieel volume (V ₁ ) = V

Initiële temperatuur (T ₁ ) = T

Eindtemperatuur (T ₂ ) = 2T

Gezocht: laatste deel (V ₂ )

oplossing:

Het uiteindelijke volume van de gassen wordt tweemaal het oorspronkelijke volume.

[irp]

3. In een gesloten container hebben ideale gassen aanvankelijk een volume van 2 liter en een temperatuur van 27 ^° C. Als het uiteindelijke volume van de gassen 3 liter wordt, wat is dan de uiteindelijke temperatuur?

Bekend:

Initieel volume (V ₁ ) = 2 liter = 2 dm ³ = 2 x 10 ^-3 m ³

Eindvolume (V ₂ ) = 3 liter = 3 dm ³ = 3 x 10 ^-3 m ³

Initiële temperatuur (T ₁ ) = 27 ^o C + 273 = 300 K

Gevraagd: Eindtemperatuur (T ₂ )

oplossing:

De uiteindelijke temperatuur is 177 ^° C of 177 + 273 = 450 Kelvin.

Lees meer

1. Sommige ideale gassen hebben aanvankelijk een druk P en een volume V. Als het gas een isotherm proces ondergaat waarbij de einddruk vier keer zo groot wordt als de begindruk, dan is het eindvolume van het gas...

Bekend:

Initiële druk (P ₁ ) = P

Einddruk (P ₂ ) = 4P

Initieel volume (V ₁ ) = V

Gezocht: Laatste deel (V ₂ )

oplossing:

De formule van de wet van Boyle :

PV = constant

P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂

(P)(V) = (4P)(V ₂ )

V = 4 V ₂

V ₂ = V / 4 = ¼ V

Het uiteindelijke volume van de gassen is ¼ keer het oorspronkelijke volume.

[irp]

2. In een gesloten container zet het gas uit, waardoor het eindvolume tweemaal zo groot wordt als het beginvolume (V = beginvolume, P = begindruk). De einddruk van gassen is…

Bekend:

Initiële druk (P ₁ ) = P

Initieel volume (V ₁ ) = V

Eindvolume (V ₂ ) = 2V

Gezocht : Einddruk (P ₂ )

oplossing:

P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂

PV = P ₂ (2V)

P = P ₂ (2)

P ₂ = P / 2 = ½ P

De gasdruk wordt de helft van de oorspronkelijke druk.

[irp]

3. In een gesloten container bevinden zich gassen met een druk van 2 atm en een volume van 1 liter. Als de gasdruk 4 atm wordt, wat wordt dan het gasvolume?

Bekend:

Initiële druk (P ₁ ) = 2 atm = 2 x 10 ⁵ Pa

Einddruk (P₂ ₎ = 4 atm = 4 x ^10⁵ Pa

Initieel volume (V ₁ ) = 1 liter = 1 dm ³ = 1 x 10 ^-3 m ³

Gezocht : Laatste deel (V ₂ )

oplossing:

P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂

( 2 x 10 ⁵ )(1 x 10 ^-3 ) = (4 x 10 ⁵ ) V ₂

( 1)(1 x 10 ^-3 ) = (2) V ₂

1 x 10 ^-3 = (2) V ₂

V ₂ = ½ x 10 ^-3

V ₂ = 0.5 x 10 ^-3 m ³ = 0.5 dm ³ = 0.5 liter s

Lees meer

1. Drie condensatoren, C ₁ = 2 μF, C ₂ = 4 μF, C ₃ = 4 μF, zijn in serie en parallel geschakeld . Bepaal de capaciteit van één enkele condensator die hetzelfde effect heeft als de combinatie.

Bekend:

Condensator C ₁ = 2 μF

Condensator C ₂ = 4 μF

Condensator C ₃ = 4 μF

Gevraagd: De equivalente capaciteit (C)

oplossing:

Condensatoren C2 en C3 _zijn parallel geschakeld. De equivalente capaciteit is _:

C _P = C 2 ₊ C ₃ = 4 + 4 = 8 μF

Condensatoren C1 en _Cp zijn in serie geschakeld. De equivalente capaciteit is _:

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

C = 8/5 μF

[irp]

2. Vijf condensatoren, C ₁ = 2 μF, C ₂ = 4 μF, C ₃ = 6 μF, C ₄ = 5 μF, C ₅ = 10 μF, zijn in serie en parallel geschakeld. Bepaal de capaciteit van één enkele condensator die hetzelfde effect heeft als de combinatie.

Bekend:

condensator C₁ = 2 μF

Condensator C ₂ = 4 μF

Condensator C ₃ = 6 μF

Condensator C ₄ = 5 μF

Condensator C ₅ = 10 μF

Gevraagd: De equivalente capaciteit (C)

oplossing:

Condensatoren C2 en C3 _zijn parallel geschakeld. De equivalente capaciteit _:

CP = C _{2 +} C ₃

CP = 4 + ₆

CP ₌ 10 μF​

_De condensatoren C1 _, CP , C4 _en C5 _zijn in serie geschakeld. De equivalente capaciteit is:

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 μF

[irp]

3. C₁ = 3 μF, C₂ = 4 μF en C₃ = 3 μF, zijn in serie en parallel geschakeld. Bepaal de elektrische energie aan de schakelingen.

Bekend:

condensator C₁ = 3 μF

Condensator C ₂ = 4 μF

Condensator C ₃ = 3 μF

Gevraagd: De equivalente capaciteit (C)

oplossing:

Condensatoren C2 en C3 _zijn parallel geschakeld. De equivalente capaciteit _:

CP = C _{2 +} C ₃

CP = 4 ₊ 3

CP ₌ 7 μF​

Condensatoren C1 en CP zijn in serie geschakeld. De equivalente capaciteit _{is :}

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

De elektrische energie op de circuits:

E = ½ CV ²

E = ½ ( 2.1 x 10 ^-6 )(12 ² )

E = ½ (2.1 x 10 ^-6 )(144)

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

E = 151.2 x ^10⁻⁴ Joule

E = 1.5 x ^10⁻⁴ Joule

Lees meer

1. Vier condensatoren, C ₁ = 2 μF, C ₂ = 1 μF, C ₃ = 3 μF, C ₄ = 4 μF, zijn in serie geschakeld . Bepaal de capaciteit van één enkele condensator die hetzelfde effect heeft als de combinatie.

Bekend:

Condensator C ₁ = 2 μF

Condensator C ₂ = 1 μF

Condensator C ₃ = 3 μF

Condensator C ₃ = 4 μF

Gezocht: De equivalente capaciteit

oplossing:

De equivalente capaciteit:

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

De equivalente capaciteit van de gehele combinatie bedraagt ​​0.48 μF.

[irp]

2. Bepaal de lading op condensator C1 _als het potentiaalverschil tussen P en Q 12 Volt is …

Bekend:

Condensator C ₁ = 1 0 μ F = 1 0 x 10 ^-6 F

Condensator C ₂ = 2 0 μ F = 2 0 x 10 ^-6 F

Potentiaalverschil (V) = 12 Volt

Gevraagd: de lading op condensator C ₁ (Q ₁ )

oplossing:

De equivalente capaciteit:

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

Elektrische lading op de equivalente condensator:

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

Q = 80 μC

Condensatoren zijn in serie geschakeld zodat de elektrische lading op de equivalente condensatoren gelijk is aan de elektrische lading op condensator C1 _en gelijk aan de elektrische lading op condensator C2_.

De elektrische lading op condensator C ₁ is 80 μC.

[irp]

3. Twee condensatoren, C ₁ = 2 μF en C ₂ = 4 μF, zijn in serie geschakeld. De condensatoren zijn opgeladen. Het potentiaalverschil over condensator C ₁ is 2 Volt. De elektrische lading op condensator C ₂ is…

Bekend:

Capaciteit C ₁ = 2 μ F = 2 x 10 ^-6 F

Capaciteit C ₂ = 4 μ F = 4 x 10 ^-6 F

Het potentiaalverschil over condensator C ₁ (V ₁ ) = 2 Volt

Gevraagd : Elektrische lading op condensator C2_.

oplossing:

Elektrische lading op condensator C ₁ :

Q ₁ = C ₁ V ₁ = (2 x 10 ^-6 )(2) = 4 x 10 ^-6 C

Q ₁ = 4 μC

Condensatoren zijn in serie geschakeld zodat de elektrische lading op condensator C1 _gelijk is aan de elektrische lading op condensator C2_.

De lading op condensator C ₂ is 4 μC.

Lees meer

1. Vier condensatoren , C ₁ = 2 μF, C ₂ = 1 μF, C ₃ = 3 μF, C ₄ = 4 μF, zijn parallel geschakeld. Bepaal de capaciteit van één enkele condensator die hetzelfde effect heeft als de combinatie.

Bekend:

Condensator C ₁ = 2 μF

Condensator C ₂ = 1 μF

Condensator C ₃ = 3 μF

Condensator C ₃ = 4 μF

Gezocht: De equivalente capaciteit

oplossing:

De equivalente capaciteit:

C = C ₁ + C ₂ + C ₃

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

De equivalente capaciteit van de gehele combinatie bedraagt ​​9 μF.

[irp]

2. Bepaal de lading op condensator C2 als het potentiaalverschil tussen punt A en B ₉ Volt bedraagt.

Bekend:

Capaciteit C apacitor C ₁ = 20 μ F = 20 x 10 ^-6 F

Capaciteit C apacitor C ₂ = 30 μ F = 30 x 10 ^-6 F

Potentiaalverschil tussen punt A en punt B (V _AB ) = 9 Volt

Gevraagd : de lading op condensator C ₂ (Q ₂ )

oplossing:

Potentiële verschil:

Condensatoren zijn parallel geschakeld zodat het potentiaalverschil tussen A en B (V _AB ) = het potentiaalverschil over condensator C ₁ (V ₁ ) = het potentiaalverschil over condensator C ₂ (V ₂ ) = 9 Volt.

Elektrische lading op condensator C ₂ :

Q ₂ = C ₂ V ₂ = (30 x 10 ^-6 )(9) = 270 x 10 ^-6 C

Q ₂ = 270 μC

De elektrische lading op condensator C ₂ is 27 0 μC.

[irp]

3. Drie condensatoren, C ₁ = 4 μF, C ₂ = 2 μF, C ₃ = 3 μF, zijn parallel geschakeld. De condensatoren zijn opgeladen. Het potentiaalverschil over condensator C ₂ is 4 Volt. Bepaal

(a) Elektrische lading op condensatoren C ₁ , C ₂ en C ₃

(b) Elektrische lading op de equivalente condensator van de gehele combinatie

Bekend:

Capaciteit C ₁ = 4 μ F = 4 x 10 ^-6 F

Condensator C ₂ = 2 μF = 2 x ^10⁻⁶ F

Condensator C ₃ = 3 μF = 3 x ^10⁻⁶ F

Potentiaalverschil over condensator C ₂ (V ₂ ) = 4 Volt

Gevraagd : Elektrische lading op condensator C ₃ (Q ₃ )

oplossing:

(a) Elektrische lading op condensator C ₃

Het potentiaalverschil over condensator C ₃ :

Condensatoren zijn parallel geschakeld zodat het potentiaalverschil over condensator C₃ (V₃) = het potentiaalverschil over condensatoren C₂ (V₂) = het potentiaalverschil over condensatoren C₁ (V₁) = het potentiaalverschil over equivalente condensatoren (V) = 4 Volt

Elektrische lading op condensator C ₁ :

Q ₁ = C ₁ V ₁ = (4 x 10 ^-6 )(4) = 16 x 10 ^-6 C

Q ₁ = 16 μC

Elektrische lading op condensator C ₂ :

Q ₂ = C ₂ V ₂ = (2 x 10 ^-6 )(4) = 8 x 10 ^-6 C

Q ₂ = 8 μC

Elektrische lading op condensator C ₃ :

Q ₃ = C ₃ V ₃ = (3 x 10 ^-6 )(4) = 12 x 10 ^-6 C

Q ₃ = 12 μC

(b) Elektrische lading op equivalente condensator

Q = Q ₁ + Q ₂ + Q ₃

Q = 16 μC + 8 μC + 12 μC = 36 μC

Alternatieve oplossing:

De equivalente capaciteit:

C = C ₁ + C ₂ + C ₃

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

C = 9 x ^10⁻⁶ F

Het potentiaalverschil over de equivalente condensator:

V ₁ = V ₂ = V ₃ = V = 4 Volt

De elektrische lading op de equivalente condensator:

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

Q = 36 μC

Lees meer