Fysikk

1. Jeg håndterer gasser i en lukket beholder med initialt volum V og trykk P. Hvis slutttrykket er 4P og volumet holdes konstant, hva er forholdet mellom den initiale kinetiske energien og den endelige kinetiske energien?

Kjent:

Starttrykk (P1 ₎ = P

Slutttrykk (P² ₎ = 4P

Startvolum ( _V1 ) = V

Sluttvolum ( _V² ) = V

Ønsket: Forholdet mellom den initiale kinetiske energien og den endelige kinetiske _energien ( KE1 : KE2 ₎

løsning:

Forholdet mellom trykk (P), volum (V) og kinetisk energi (KE) for ideelle gasser :

Forholdet mellom den innledende kinetiske energien og den endelige kinetiske energien:

[IRP]

2. Hva er den gjennomsnittlige translasjonelle kinetiske energien til molekyler i en ideell gass ved 57 ^° C?

Kjent:

Gasstemperatur (T) = 57 ^° C + 273 = 330 Kelvin

Boltzmanns konstant (k) = 1.38 x 10⁻⁶ ^Joule /Kelvin

Ønsket: Den gjennomsnittlige translasjonskinetiske energien

løsning:

Forholdet mellom kinetisk energi (KE) og gassens temperatur (T):

Den gjennomsnittlige translasjonskinetiske energien:

[IRP]

3. En gass ved 27 ^° C i en lukket beholder . Hvis den kinetiske energien til gassen øker med 2 ganger den opprinnelige kinetiske energien, blir den endelige temperaturen til gassen ...

Kjent:

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

Initiell kinetisk energi = KE

Endelig kinetisk energi = 4 K E

Ønsket: Slutttemperaturen ( _T2 )

løsning:

[IRP]

4. En idealgass befinner seg i en lukket beholder og varmes opp slik at den endelige gjennomsnittshastigheten til gasspartiklene øker med 3 ganger den opprinnelige gjennomsnittshastigheten. Hvis den opprinnelige gasstemperaturen er 27 ^° C, er den endelige temperaturen til den ideelle gassen ...

Kjent:

Starttemperatur = 27 ^° C + 273 = 300 Kelvin

Starthastighet = v

Slutthastighet = 2v

Ønsket : Slutttemperaturen til en idealgass

løsning:

Den endelige gjennomsnittshastigheten = 2 x den innledende gjennomsnittshastigheten

[IRP]

5. Tre mol gass er i et rom på 36 liter. Hvert gassmolekyl har en kinetisk energi på 5 x 10⁻²⁴ ^Joule . Universell gasskonstant = 8.315 J/mol⁻K og Boltzmanns konstant = 1.38 x 10⁻²⁴ ^J /K. Hva er gasstrykket i beholderen?

Kjent:

Antall mol (n) = 3 mol

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

Boltzmanns konstant (k) = 1.38 x ^{10⁻⁴⁻¹} J/K

Kinetisk energi (KE) = 5 x ^10–21 Joule

Universell gasskonstant (R) = 8.315 J/mol.K

Ønskes : Gasstrykk (P)

løsning:

Beregn temperaturen ved hjelp av ligningen for gassens kinetiske energi.

Beregn gasstrykket ved hjelp av ligningen for idealgassloven (i antall mol, n):

PV = n RT

P(36 x 10⁻³ ⁾ = (3)(8.315)(241.5)

P(36 x 10⁻³ ⁾ = 6024.22

Gasstrykket er 1.67 x ^10⁻⁶ Pascal eller 1.67 atmosfærer.

Les mer

1. Jeg håndterer gasser i en lukket beholder med et initialt volum V og en temperatur T. Slutttemperaturen er 5/4 T og slutttrykket er 2 P. Hva er sluttvolumet til gassen?

Kjent:

Startvolum ( _V1 ) = V

Starttemperatur (T1 ₎ = T

Slutttemperatur (T² ₎ = 5/4 T

Starttrykk (P1 ₎ = P

Slutttrykk (P² ₎ = 2P

Ønskes: Sluttvolum (V ₂ )

løsning:

[IRP]

2. Bestem volumet av 2.00 mol gasser (ideell gass) ved STP. STP = Standard temperatur og trykk.

Kjent:

Mol gass (n) = 2 mol is

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

Standardtrykk (P) = 1 atm = 1.013 x ¹⁰⁵ Pa

Universalgasskonstant (R) = 8.315 Joule/mol e .Kelvin

Ønsket : Gassvolum (V)

løsning:

Ligning for idealgassloven (i antall mol, n)

Volumet av 2 mol gasser er 44.8 liter.

Volumet av 1 mol gasser er 45.4 liter / 2 = 22.4 liter.

Volumet av 1 mol av en hvilken som helst gass er 22.4 liter.

[IRP]

3. 4 liter oksygengass har en temperatur på 27 °C og et trykk på 2 atm (1 atm = 10 ⁵ Pa) i en lukket beholder. Universell gasskonstant (R) = 8.314 J.mol e ⁻¹ .K ⁻¹ og Avogadros tall ( NA ₎ = 6.02 x ¹⁰²³ molekyler/mol e . Hva er molekylene av oksygengassene i beholderen?

Kjent:

Gassvolum (V) = 4 liter = 4 dm³ ^{= 4} x ^10⁻³ m³

Gasstemperatur (T) = 27 ^° C = 27 + 273 = 300 Kelvin

Gasstrykk (P) = 2 atm = 2 x ¹⁰⁵ Pa

Universell gasskonstant (R) = 8.314 J.mol e ⁻¹ .K ⁻¹

Avogadros tall (NA ₎ = 6.02 x ^10²23

Ønskes : Hva er molekylene til oksygengassene i beholderen (N)?

løsning:

I 1 mol oksygengasser er det 1.93 x 1023 ^{oksygenmolekyler}.

[IRP]

4. En beholder som inneholder en neongass (Ne, atommasse = 20 u) ved standardtemperatur og -trykk (STP ) har et volum på 2 m³ ^. Bestem massen til neongassen!

Kjent:

Atommassen til neon = 20 gram/mol e = 0,02 kg/mol e

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

Standardtrykk (P) = 1 atm = 1.013 x ^10⁻⁴ Pascal

Volum (V) = 2 ^m³

Ønsket : masse (m) av neongass

løsning:

Ved standard temperatur og trykk (STP), 1 mole av noen gasser, inkluderer neongass, ha volum 22.4 liters = 22.4 dm³ = 0.0448 m³.

I et volum på 2 m³ er ^det 44.6 mol neongass.

Den relative atommassen til neongass er 20 gram/mol.

Dette betyr at det i 1 mol er 20 gram eller 0.02 kg neongass. Fordi det i 1 mol er 0.02 kg neongass, så er det i 44.6 mol 44.6 mol x 0.02 kg/mol = 0.892 kg = 892 gram neongasser.

Les mer

1. Jeg behandler gasser som i utgangspunktet har trykk P og temperatur T. Gassen gjennomgår den isokoriske prosessen slik at slutttrykket blir 4 ganger det opprinnelige trykket. Hva er slutttemperaturen til gassen?

Kjent:

Starttrykk (P1 ₎ = P

Slutttrykk (P² ₎ = 2P

Starttemperatur (T1 ₎ = T

Ønsket: Slutttemperatur ( _T2 )

løsning:

Formelen for Gay-Lussacs lov :

Slutttemperaturen blir 4 ganger starttemperaturen.

[IRP]

2. I en lukket beholder har ideelle gasser i utgangspunktet en temperatur på 27 ^o C. Hvis slutttrykket blir 2 ganger starttrykket, hva er slutttemperaturen?

Kjent:

Starttrykk (P1 ₎ = P

Slutttrykk (P² ₎ = 2P

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

Ønsket: Slutttemperatur ( _T2 )

løsning:

[IRP]

3. Et dekk fylles til et overtrykk på 2 atm ved 27 °C. Etter en kjøretur stiger temperaturen inne i dekket til 47 °C. Hva er trykket i dekket nå?

Kjent:

Atmosfæretrykket = 1 atm = 1 x ¹⁰⁵ Pa

Det opprinnelige måletrykket = 2 atm = 2 x ¹⁰⁵ Pa

Det innledende absolutte trykket (P1 ₎ = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x ¹⁰⁵ Pa

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

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

Ønskes: Den endelige målertemperaturen

løsning:

Det endelige måletrykket = endelig absolutt trykk – atmosfærisk trykk

Det endelige måletrykket = 3.2 atm – 1 atm

Det endelige måletrykket = 2.2 atm

Les mer

1. I en lukket beholder utvider gassen seg slik at sluttvolumet blir 3 ganger startvolumet (V = startvolum, T = starttemperatur ) . Hva er slutttemperaturen?

Kjent:

Startvolum ( _V1 ) = V

Sluttvolum (V² ₎ = 3V

Starttemperatur (T1 ₎ = T

Ønsket: Slutttemperatur ( _T2 )

løsning:

Formelen til Charles' lov :

Slutttemperaturen til gassene blir tre ganger høyere enn starttemperaturen.

[IRP]

2. Jeg behandler gasser som i utgangspunktet har volum V og temperatur T. Hvis gassen gjennomgår den isobariske prosessen slik at temperaturen blir 2 ganger starttemperaturen, er det endelige volumet av gassene…

Kjent:

Startvolum ( _V1 ) = V

Starttemperatur (T1 ₎ = T

Slutttemperatur (T² ₎ = 2T

Ønskes: endelig volum (V ₂ )

løsning:

Det endelige volumet av gasser blir dobbelt så stort som det opprinnelige volumet.

[IRP]

3. I en lukket beholder har ideelle gasser i utgangspunktet et volum på 2 liter og en temperatur på 27 ^° C. Hvis det endelige volumet av gasser blir 3 liter, er den endelige temperaturen ...

Kjent:

Startvolum (V1 _{) =} ² liter = 2 dm3 ⁼ 2 x ^10⁻³ m3

Sluttvolum (V² ₎ = 3 liter = 3 dm³ ^{= 3} x ^10⁻³ m³

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

Ønsket: Slutttemperatur ( _T2 )

løsning:

Slutttemperaturen er 177 ^° C eller 177 + 273 = 450 Kelvin.

Les mer

1. Noen ideelle gasser har i utgangspunktet trykk P og volum V. Hvis gassen gjennomgår en isotermisk prosess slik at slutttrykket blir 4 ganger starttrykket, blir sluttvolumet av gassen…

Kjent:

Starttrykk (P1 ₎ = P

Slutttrykk (P² ₎ = 4P

Startvolum ( _V1 ) = V

Ønskes: Sluttvolum (V ₂ )

løsning:

Formelen til Boyles lov :

PV = konstant

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

(P)(V) = (4P)( _V² )

V = 4 _V²

V2 = V / 4 = ¼ _V

Det endelige volumet av gasser er ¼ ganger det opprinnelige volumet.

[IRP]

2. I en lukket beholder utvider gassen seg slik at sluttvolumet blir 2 ganger startvolumet (V = startvolum, P = starttrykk). Slutttrykket til gassene er…

Kjent:

Starttrykk (P1 ₎ = P

Startvolum ( _V1 ) = V

Sluttvolum (V² ₎ = 2V

Ønsket : Slutttrykk ( _P2 )

løsning:

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

PV = P² ( _2V )

P = P² ( ₂ )

P2 = P / ₂ = ½ P

Gasstrykket blir halvparten av det opprinnelige trykket.

[IRP]

3. I en lukket beholder, gasser med et trykk på 2 atm og et volum på 1 liter. Hvis gasstrykket blir 4 atm, blir gassvolumet...

Kjent:

Starttrykk (P1 ₎ = 2 atm = 2 x ¹⁰⁵ Pa

Slutttrykk (P² ₎ = 4 atm = 4 x ¹⁰⁵ Pa

Startvolum (V1 ₎ = 1 liter = 1 dm3 ^{= 1} x ^10⁻³ m3

Ønskes : Sluttvolum (V ₂ )

løsning:

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

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

( 1)(1 x ^10-3 ) = (2 ₎ V²

1 x _10⁻³ ⁼ (2) V²

V² ⁼ ½ _x 10⁻³

V² = 0.5 x 10⁻³ ^{m³ =} 0.5 dm³ = 0.5 liter _/ ^s³

Les mer

1. Tre kondensatorer, C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 4 μF, C3 ₌ 4 μF, er koblet i serie og parallell . Bestem kapasitansen til én enkelt kondensator som vil ha samme effekt som kombinasjonen.

Kjent:

Kondensator C1 = 2 μF_​

Kondensator _C2 = 4 μF

Kondensator _C3 = 4 μF

Ønsket: Ekvivalent kapasitans (C)

løsning:

Kondensatorene C2 _og C3 er koblet parallelt. Den ekvivalente kapasitansen _:

C _P = C ₂ + C ₃ = 4 + 4 = 8 μ F

Kondensatorene C1 _og Cp er seriekoblet. Den ekvivalente kapasitansen _:

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

C = 8/5 μF

[IRP]

2. Fem kondensatorer, C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 4 μF, C3 ₌ 6 μF, _C4 = 5 μF, C5 ₌ 10 μF, er koblet i serie og parallell. Bestem kapasitansen til en enkelt kondensator som vil ha samme effekt som kombinasjonen.

Kjent:

Kondensator C₁ = 2 μF

Kondensator _C2 = 4 μF

Kondensator _C3 = 6 μF

Kondensator _C4 = 5 μF

Kondensator _C5 = 10 μF

Ønsket: Ekvivalent kapasitans (C)

løsning:

Kondensatorene C2 _og C3 er koblet parallelt. Den ekvivalente kapasitansen _:

CP = _{C2 +} C3_​

KP = 4 + ₆

CP ₌ 10 μF​

Kondensatorene C1 , _Cp , C4 _og C5 _er seriekoblet. Den ekvivalente kapasitansen _:

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 og C₃ = 3 μF, er koblet i serie og parallelt. Bestem elektrisk energi på kretser.

Kjent:

Kondensator C₁ = 3 μF

Kondensator _C2 = 4 μF

Kondensator _C3 = 3 μF​

Ønsket: Ekvivalent kapasitans (C)

løsning:

Kondensatorene C2 _og C3 er koblet parallelt. Den ekvivalente kapasitansen _:

CP = _{C2 +} C3_​

KP = 4 ₊ 3

CP ₌ 7 μF​

Kondensatorene C1 _og Cp er seriekoblet. Den ekvivalente kapasitansen _:

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

Den elektriske energien på kretsene:

E = ½ ^CV²

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

Les mer

1. Fire kondensatorer, C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 1 μF, C3 ₌ 3 μF, C4 ₌ 4 μF, er seriekoblet . Bestem kapasitansen til én enkelt kondensator som vil ha samme effekt som kombinasjonen.

Kjent:

Kondensator _C1 = 2 μF

Kondensator _C2 = 1 μF

Kondensator _C3 = 3 μF

Kondensator _C3 = 4 μF

Ønsket: Den ekvivalente kapasitansen

løsning:

Ekvivalent kapasitans:

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

Den ekvivalente kapasitansen for hele kombinasjonen er 0.48 μF.

[IRP]

2. Bestem ladningen på kondensator C1 _hvis potensialforskjellen mellom P og Q er 12 volt …

Kjent:

Kondensator _C1 = 20 μF = 20 x ^10⁻⁶ F​

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

Potensialforskjell (V) = 12 volt

Ønsket: ladningen på kondensator _C1 ( _Q1 )

løsning:

Ekvivalent kapasitans:

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

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

^C = 20/3 μF = (20/3) x 10⁻⁶ F

Elektrisk ladning på den ekvivalente kondensatoren:

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

Q = 80 μC

Kondensatorer er seriekoblet slik at elektrisk ladning på de ekvivalente kondensatorene = elektrisk ladning på kondensator C1 ₌ elektrisk ladning på kondensator C2_.

Den elektriske ladningen på kondensator C1 er 80 μC_.

[IRP]

3. To kondensatorer, C1 ₌ 2 μF og C2 ₌ 4 μF, er seriekoblet. Kondensatorene er ladet. Potensialforskjellen på kondensator C1 _er 2 volt. Den elektriske ladningen på kondensator C2 _er …

Kjent:

K apasitor C ₁ = 2 μ F = 2 x 10 ^-6 F

K apasitor C ₂ = 4 μ F = 4 x 10 ^-6 F

Potensialforskjellen på kondensator C1 (V1 ₎ = 2 _volt

Ønskes : Elektrisk ladning på kondensator C2_.

løsning:

Elektrisk ladning på kondensator C1 _:

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

Q1 = 4 μC_​

Kondensatorer er seriekoblet slik at elektrisk ladning på kondensator C1 ₌ elektrisk ladning på kondensator C2_.

Ladningen på kondensator C2 er 4 μC_.

Les mer

1. Fire kondensatorer , C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 1 μF, C3 ₌ 3 μF, C4 ₌ 4 μF, er koblet parallelt. Bestem kapasitansen til én enkelt kondensator som vil ha samme effekt som kombinasjonen.

Kjent:

Kondensator C1 = 2 μF_​

Kondensator C2 = 1 μF_​

Kondensator C3 = 3 μF_​

Kondensator C3 = 4 μF_​

Ønsket: Den ekvivalente kapasitansen

løsning:

Ekvivalent kapasitans:

C = _C1 + _C2 + _C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

Den ekvivalente kapasitansen for hele kombinasjonen er 9 μF.

[IRP]

2. Bestem ladningen _på kondensator C₂ hvis potensialforskjellen mellom punkt A og B er 9 volt…

Kjent:

K apasitor C ₁ = 20 μ F = 20 x 10 ^-6 F

K apasitor C ₂ = 30 μ F = 30 x 10 ^-6 F

Potensialforskjell mellom punkt A og B (V _AB ) = 9 volt

Ønskes : ladningen på kondensator C₂ ( _{Q₂ )}

løsning:

Potensiell forskjell:

Kondensatorer er koblet parallelt slik at potensialforskjellen mellom A og B (V _AB ) = potensialforskjellen på kondensator C ₁ (V ₁ ) = potensialforskjellen på kondensator C ₂ (V ₂ ) = 9 volt.

Elektrisk ladning på kondensator C2 _:

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

Q2 = 270 μC_​

Den elektriske ladningen på kondensator C₂ er 270 μC_.

[IRP]

3. Tre kondensatorer, C1 ₌ 4 μF, C2 ₌ 2 μF, C3 ₌ 3 μF, er koblet parallelt. Kondensatorene er ladet. Potensialforskjellen på kondensator _C2 er 4 volt. Bestem

(a) Elektrisk ladning på kondensatorene _C1 , _C2 og _C3

(b) Elektrisk ladning på den ekvivalente kondensatoren til hele kombinasjonen

Kjent:

K apasitor C ₁ = 4 μ F = 4 x 10 ^-6 F

Kondensator C2 = 2 _μF = 2 x ^10⁻⁶ F

Kondensator C3 = 3 _μF = 3 x ^10⁻⁶ F

Potensialforskjell på kondensator _C₂ ( V₂ ₎ = 4 volt

Ønskes : Elektrisk ladning på kondensator C3 ( _{Q3 )}

løsning:

(a) _Elektrisk ladning på kondensator C3

Potensialforskjellen på kondensator C3 _:

Kondensatorer er koblet parallelt slik at potensialforskjellen på kondensatoren C₃ (V₃) = potensialforskjellen på kondensatorer C₂ (V₂) = potensialforskjellen på kondensatorer C₁ (V₁) = potensialforskjellen på ekvivalente kondensatorer (V) = 4 volt

Elektrisk ladning på kondensator C1 _:

Q1 ₌ C1 _{V1 =} (4 x ^10⁻⁶ ) (4) = 16 x ^10⁻⁶ C

Q² = 16 μC_​

Elektrisk ladning på kondensator C2 _:

Q2 ₌ C2 _{V2 =} (2 x ^10⁻⁶ ) (4) = 8 x ^10⁻⁶ C

Q² = 8 μC_​

Elektrisk ladning på kondensator C3 _:

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

Q3 = 12 μC_​

(b) Elektrisk ladning på ekvivalent kondensator

Q = _Q1 + _Q2 + _Q3

Q = 16 μ C + 8 μ C + 12 μ C = 36 μ C

Alternativ løsning:

Ekvivalent kapasitans:

C = _C1 + _C2 + _C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

C = 9 x ^10⁻⁶ F

Potensialforskjellen på den ekvivalente kondensatoren:

V ₁ = V ₂ = V ₃ = V = 4 Volt

Den elektriske ladningen på den ekvivalente kondensatoren:

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

Q = 36 μC

Les mer