Przykładowe pytania dotyczące prawa gazu doskonałego

18 przykładów pytań dotyczących prawa gazu doskonałego

1. Gaz doskonały w przestrzeni ma początkowo objętość V i temperaturę T. Jeśli gaz zostanie ogrzany tak, że temperatura zmieni się do 5/4 T, a ciśnienie do 2P, to objętość gazu zmieni się do...

Pembahasan
Wiadomo, że :
Objętość początkowa (V₁) = V
Temperatura początkowa (T₁) = T
Temperatura końcowa (T₂) = 5/4 T
Ciśnienie początkowe (P₁) = P
Ciśnienie końcowe (P₂) = 2P
Zapytano : Objętość końcowa (V₂)
Odpowiedź :
Objętość gazu zmienia się do 5/8 objętości początkowej.

2. Objętość 2 moli gazu w standardowej temperaturze i ciśnieniu (STP) wynosi…

Pembahasan
Wiadomo, że :
Liczba moli gazu (n) = 2 mole
Temperatura standardowa (T) = 0 ^oC = 0 + 273 = 273 Kelwiny
Ciśnienie standardowe (P) = 1 atm = 1,013 x 10⁵ Pascal
Uniwersalna stała gazowa (R) = 8,315 dżuli/mol.kelwin
Zapytano : Objętość gazu (V)
Odpowiedź :
Prawo gazu doskonałego (w liczbie moli, n)
Objętość 2 moli gazu wynosi 44,8 litra.
Objętość 1 mola gazu wynosi 45,4 litra / 2 = 22,4 litra.
Zatem objętość 1 mola gazu, niezależnie czy jest to tlen, hel, argon czy jakikolwiek inny gaz, wynosi 22,4 litra.

3. 4 litry gazu tlenowego o temperaturze 27°C i ciśnieniu 2 atm (1 atm = 10⁵ Pa) znajduje się w pojemniku. Jeśli uniwersalna stała gazowa R = 8,314 J.mol^-1.K^-1 i liczba Avogadra N_A X 6,02 10²³ cząsteczek, to liczba cząsteczek tlenu w pojemniku wynosi...
Pembahasan
Wiadomo, że :
Objętość gazu (V) = 4 litry = 4 dm³ = 4 x 10^-3 m³
Temperatura gazu (T) = 27^oC = 27 + 273 = 300 Kelwiny
Ciśnienie gazu (P) = 2 atm = 2 x 10⁵ Pascal
Uniwersalna stała gazowa (R) = 8,314 J.mol^-1.K^-1
Liczba Avogadra (N_A) = 6,02 x 10²³
Zapytano :Liczba cząsteczek tlenu w pojemniku (N)
Odpowiedź :
Stała Boltzmanna :
Prawo gazu doskonałego (w liczbie cząsteczek, N)
W 1 molu tlenu znajduje się 1,93 x 10²³ cząsteczki tlenu.

4. Naczynie zawierające gaz neonowy (Ne, masa atomowa = 20 u) w standardowej temperaturze i ciśnieniu (STP) ma objętość 2 m³. Określ masę neonu!
Wiadomo, że :
Masa atomowa neonu = 20 gramów/mol = 0,02 kg/mol
Temperatura standardowa (T) = 0^oC = 273 Kelwiny
Ciśnienie standardowe (P) = 1 atm = 1,013 x 10⁵ Pascal
Objętość (V) = 2 m³
Zapytano : masa (m) gazu neonowego
Odpowiedź :
W warunkach standardowej temperatury i ciśnienia (STP) 1 mol dowolnego gazu, w tym neonu, ma objętość 22,4 litra = 22,4 dm3³ = 0,0448 m³. Tak więc w objętości 2 m³ Ile jest moli neonu?
W objętości 2 m³ jest 44,6 moli neonu.
Względna masa atomowa neonu wynosi 20 gramów/mol. Oznacza to, że 1 mol zawiera 20 gramów, czyli 0,02 kg neonu. Ponieważ 1 mol zawiera 0,02 kg neonu, 44,6 mola zawiera (44,6 mola)(0,02 kg/mol) = 0,892 kg = 892 gramy neonu.

5. Pytania egzaminacyjne SMA/MA nr 22 z 2017 r.

Gaz doskonały umieszczono w zamkniętym pojemniku, a jego objętość zmniejszyła się o połowę przy stałej temperaturze. Ciśnienie gazu wynosi teraz…

A. 4 razy oryginał

B. 2 razy oryginał

C. 1 razy oryginał

D. 1/2 razy więcej niż oryginał

E. 1/4 oryginału

Pembahasan

Wiadomo, że:

Objętość początkowa = V

Objętość końcowa = 1/2 V

Ciśnienie początkowe = P

Stała temperatura

Zapytano: Ciśnienie końcowe

Jawab:

P ₁ V ₁ / T ₁ = P ₂ V ₂ / T ₂ —–> Stała temperatury (T)

P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂

P V = P ₂ (1/2 V)

P = P2 ₍ 1/2)

2P = _P2

Ciśnienie gazu podwaja się.

Prawidłowa odpowiedź to B.

6. 2015/2016 Pytanie nr 21 z egzaminu krajowego SMA/MA z fizyki

Zwróć uwagę na poniższe oświadczenie!

(1) Każda cząstka zawsze porusza się w określonym kierunku

(2) Cząsteczki gazu rozprzestrzeniają się równomiernie w całym pomieszczeniu.

(3) Wielkość cząsteczek gazu można pominąć w porównaniu z wielkością pojemnika.

(4) Każde zderzenie cząsteczek gazu jest doskonale sprężyste.

(5) Brana jest pod uwagę siła przyciągania między cząsteczkami.

Stwierdzenie odpowiadające właściwościom gazów doskonałych to…

A. Tylko (1) i (3)

B. Tylko (2) i (4)

C. Tylko (1), (2) i (3)

D. (2), (3) i (4)

E. (3), (4) i (5)

Pembahasan

Prawidłowe stwierdzenia to 1, 2, 3, 4.

7. 2015/2016 Pytanie nr 21 z egzaminu krajowego SMA/MA z fizyki

Poniżej znajdują się informacje związane z gazem:

(1) Cząsteczki materii poruszają się losowo po linii prostej ze stałą prędkością.

(2) Zderzenia, do których dochodzi między cząsteczkami, powodują, że tracą one niewielką ilość energii.

(3) Cząsteczki gazu rozprzestrzeniają się równomiernie w całym pomieszczeniu.

(4) Prawa ruchu Newtona dotyczą wyłącznie jednoatomowych cząsteczek gazu.

(5) Odstęp czasu potrzebny do zderzenia cząstek jest bardzo krótki.

Z tych stwierdzeń wynika, że ​​właściwości gazów doskonałych obejmują...

A. (1), (2), (5)

B. (1), (3), (5)

C. (2), (3), (4)

D. (2), (4), (5)

E. (3), (4), (5)

Pembahasan

Prawidłowe stwierdzenia to 1, 3, 5.

Prawidłowa odpowiedź to B.

8. 2015/2016 Pytanie nr 21 z egzaminu krajowego SMA/MA z fizyki

(1) Gaz składa się z równomiernie rozłożonych cząsteczek.

(2) Zderzenie cząstek ze ścianami jest idealnie sprężyste.

(3) Odstęp czasu między zderzeniami cząstek jest bardzo krótki.

(4) Objętość gazu jest bardzo duża w porównaniu do pojemnika, w którym się znajduje.

(5) Prawa Newtona nie mają zastosowania do cząsteczek, ponieważ ich rozmiary są bardzo małe.

Prawidłowe stwierdzenie to…

A. (1), (2) i (3)

B. (1), (2) i (4)

C. (1), (3) i (5)

D. (2), (3) i (5)

E. (3, (4) i (5)

Pembahasan

Prawidłowe stwierdzenia to 1, 2, 3.

Prawidłowa odpowiedź to A.

9. 2015/2016 Pytanie nr 22 z egzaminu krajowego SMA/MA z fizyki

Gaz doskonały początkowo zajmuje przestrzeń o objętości V, temperaturze T i ciśnieniu P. Jeżeli gaz zostanie ogrzany tak, że jego temperatura osiągnie 3/2 T, a ciśnienie 4/3 P, wówczas objętość gazu wyniesie...

A. 9/8 V

B. 9/5 V

C. 5/3 V

D.4/3 V

E.3/2 V

Pembahasan

Wiadomo, że :

Objętość początkowa (V ₁ ) = V

Temperatura początkowa (T ₁ ) = T

Ciśnienie początkowe (P ₁ ) = P

Temperatura końcowa (T ₂ ) = 3/2 T

Ciśnienie końcowe (P ₂ ) = 4/3 P

Pytanie : Objętość końcowa (wersja ₂ )

Odpowiedź :

Prawidłowa odpowiedź to A.

10. 2015/2016 Pytanie nr 22 z egzaminu krajowego SMA/MA z fizyki

Gaz doskonały zajmuje przestrzeń o objętości V1 _w temperaturze T1 _i ciśnieniu P1 _. Następnie jest on podgrzewany tak, że objętość gazu wynosi 4/3 V1 _, a ciśnienie 5/2 P1 _. Stosunek temperatury gazu końcowego do temperatury gazu początkowego wynosi…

Odp. 10: 5

B.10 : 3

C.5 : 10

D.3 : 10

E.1 : 8

Pembahasan

Wiadomo, że :

Objętość początkowa = V ₁

Temperatura początkowa = T ₁

Ciśnienie początkowe = P ₁

Objętość końcowa = 4/3 V ₁

Ciśnienie końcowe = 5/2 P ₁

Pytanie : Porównanie temperatury końcowej i początkowej

Odpowiedź :

Oblicz temperaturę końcową:

Prawidłowa odpowiedź to B.

11. W rurze znajdują się łącznie 3 litry argonu o temperaturze 27°C i ciśnieniu 1 atm (1 atm = 10 ^{5 Pa). Jeśli ogólna stała gazowa R = 8,314 J.mol −1} .K ⁻¹ , a liczba cząstek w 1 molu gazu wynosi 6,02 × 10 ²³ cząstek, to liczba cząstek argonu w rurze wynosi…..

A. 0,83 x 10 ²³ cząstek

B. 0,72 x 10 ²³ cząstek

C. 0,42 x 10 ²³ cząstek

D. 0,22 x 10 ²³ cząstek

E. 0,12 x 10 ²³ cząstek

Pembahasan

Wiadomo, że :

^{Objętość gazu = 3 litry =} 3 dm3 ⁼ 3 x 10 ^-3 m3

Temperatura gazu = 27 ^o C + 273 = 300 K

Ciśnienie gazu = 1 atm = 10 ⁵ Pa

Uniwersalna stała gazowa (R) = 8,314 J.mol ⁻¹ .K ⁻¹

Liczba Avogadra (N _A ) = 6,02 x 10 ²³ cząsteczek/mol

Pytanie : ile cząsteczek argonu znajduje się w rurce?

Odpowiedź :

12. Gaz doskonały znajduje się w zamkniętym naczyniu o ciśnieniu P, objętości V i temperaturze T. Jeżeli w pewnym momencie temperatura zostanie zmieniona na 2T, a objętość na 3/2 V, to stosunek ciśnienia początkowego (P 1 ₎ do ciśnienia końcowego (P ₂ ) po zmianie V i T wynosi….

Odp. 1: 3

B.1 : 2

C.2 : 3

D.3 : 4

E.4 : 3

Pembahasan

Wiadomo, że:

Ciśnienie początkowe (P ₁ ) = P

Objętość początkowa (V ₁ ) = V

Objętość końcowa (V ₂ ) = 3/2 V

Temperatura początkowa (T ₁ ) = T

Temperatura końcowa (T ₂ ) = 2T

Poszukiwane: Porównanie ciśnienia początkowego (P ₁ ) i ciśnienia końcowego (P ₂ )

Jawab:

Porównanie ciśnienia początkowego i końcowego:

Strona ₁ : Strona ₂

P: 4P/3

1 : 4/3

3 (1) : (3) 4/3

3: 4

Prawidłowa odpowiedź to D.

13. Tlen o objętości V, temperaturze T i ciśnieniu P znajduje się w cylindrze zamkniętym zaworem. Po naciśnięciu zaworu objętość tlenu wzrasta do 3/4 V, a temperatura do 3/2 T, wówczas stosunek ciśnienia początkowego do końcowego gazu wynosi….

A. P ₁ : P ₂ = 1 : 2

B. P ₁ : P ₂ = 2 : 3

C. P ₁ : P ₂ = 3 : 2

D. P ₁ : P ₂ = 3 : 4

E. P ₁ : P ₂ = 4 : 3

Pembahasan

Wiadomo, że:

Ciśnienie początkowe (P ₁ ) = P

Objętość początkowa (V ₁ ) = V

Objętość końcowa (V ₂ ) = 3/4 V

Temperatura początkowa (T ₁ ) = T

Temperatura końcowa (T ₂ ) = 3/2 T

Poszukiwane: Porównanie ciśnienia początkowego (P ₁ ) i ciśnienia końcowego (P ₂ )

Jawab:

Porównanie ciśnienia początkowego i końcowego:

Strona ₁ : Strona ₂

P: 2P

1: 2

Prawidłowa odpowiedź to A.

14. Spójrz na poniższy wykres zależności między gęstością ( ρ) a objętością (V) różnych gazów!

Para gazów o tej samej masie to…

Pembahasan

Wzór na gęstość:

Gęstość ( ρ ) = masa (m) / objętość (V)

Masa (m) = gęstość ( ρ) x objętość (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

Para gazów o tej samej masie to 1 i 3.

15. Gaz doskonały znajduje się w zamkniętym naczyniu o ciśnieniu P, objętości V i temperaturze T. Jeżeli w pewnym momencie temperatura zostanie zmieniona na 2T, a objętość na 3/2 V, to stosunek ciśnienia początkowego (P ₁ ) do ciśnienia końcowego (P ₂ ) po zmianie V i T wynosi….

Odp. 1: 3
B.1 : 2
C.2 : 3
D.3 : 4
E.4 : 3

Pembahasan
Wiadomo, że:
Ciśnienie początkowe (P₁) = P
Objętość początkowa (V₁) = V
Objętość końcowa (V₂) = 3/2 V
Temperatura początkowa (T₁) = T
Temperatura końcowa (T₂) = 2T
Pytanie: Porównanie ciśnienia początkowego (P₁) i ciśnienie końcowe (P₂)

Jawab:

Porównanie ciśnienia początkowego i końcowego:
P₁ : P₂
P: 4P/3
1 : 4/3
3 (1) : (3) 4/3
3: 4
Prawidłowa odpowiedź to D.

16. Tlen o objętości V, temperaturze T i ciśnieniu P znajduje się w cylindrze zamkniętym zaworem. Po naciśnięciu zaworu objętość tlenu wzrasta do 3/4 V, a temperatura do 3/2 T. Wówczas stosunek ciśnienia początkowego do końcowego wynosi…

A.P.₁ : P₂ = 1: 2
B.P.₁ : P₂ = 2: 3
C.P.₁ : P₂ = 3: 2
D.P₁ : P₂ = 3: 4
E.P₁ : P₂ = 4: 3

Pembahasan
Wiadomo, że:
Ciśnienie początkowe (P₁) = P
Objętość początkowa (V₁) = V
Objętość końcowa (V₂) = 3/4 V
Temperatura początkowa (T₁) = T
Temperatura końcowa (T₂) = 3/2 T
Pytanie: Porównanie ciśnienia początkowego (P₁) i ciśnienie końcowe (P₂)
Jawab:

Porównanie ciśnienia początkowego i końcowego:
P₁ : P₂
P: 2P
1: 2
Prawidłowa odpowiedź to A.

17. 2 litry tlenu (O₂) temperatura 30 ^oC przy ciśnieniu 1 atm (1 atm = 10⁵ Pa) znajduje się w probówce. Jeśli uniwersalna stała gazowa R = 8,314 J mol^-1 K^-1 a liczba cząsteczek w 1 molu gazu wynosi 6,02 x 10²³ cząsteczek, a następnie liczba cząsteczek tlenu (O₂) w tubie jest…
A. 0,8 x 10²³ cząsteczka
B. 0,7 x 10²³ cząsteczka
C. 0,5 x 10²³ cząsteczka
D. 0,2 x 10²³ cząsteczka
E. 0,1 x 10²³ cząsteczka
Dyskusja:
Wiadomo, że :
Głos lektora₂ = 2 litr = 2 dm³ = 2 x 10^-3 m³
T = 30 + 273 = 303 K
P_Bankomat = 10⁵ Pa = 10⁵ N / m²
N_A = 6,02 x 10²³ cząsteczek/mol (liczba Avogadra)
R = 8,314 J·mol^-1 K^-1
k = R/N_A = 8,314/6,02 x 10²³ = 1,38 x 10^-23 J / K
Masa cząsteczkowa O₂ = 32 gramy/mol = 32 kg/mol
Zapytano :
Liczba cząsteczek tlenu (O₂)
Odpowiedź :
PV = NkT
Opis: P = ciśnienie, V = objętość, N = liczba cząsteczek, k = stała Boltzmanna
(10⁵ N / m²)(2 x 10^-3 m³) = N(1,38 x 10^-23 J/K)(303 K)
Prawidłowa odpowiedź to C.

18. Objętość 2 gramów tlenu gazowego O₂ (Pan = 32) w normalnych warunkach (T = 0 ^oC i P = 1 atm) wynosi…. R = 8,314 J/mol K, 1 atm = 10⁵ (Pa) jest…
A. 1,4 m³
B. 2,0 m³
Ok. 2,3 m³
D. 2,5 m³
E. 3,0 m³
Dyskusja:
Wiadomo, że :
Masa O₂ = 2 gramy
Masa cząsteczkowa (Mr) O₂ = 32 gramów/mol
T = 0 + 273 = 273 K
P = 10⁵ N / m²
R = 8.314 J/mol K
Zapytano :
Tom ?
Odpowiedź :

Źródło pytania:

Pytania z egzaminu państwowego z fizyki dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych i zawodowych