Fizică

1. Am gaze într-un recipient închis care au inițial volumul V și presiunea P. Dacă presiunea finală este 4P și volumul este menținut constant, care este raportul dintre energia cinetică inițială și energia cinetică finală?

Cunoscut:

Presiunea inițială (P1 ₎ = P

Presiunea finală (P2 ₎ = 4P

Volumul inițial ( _V1 ) = V

Volumul final ( _V2 ) = V

Cerut: Raportul dintre energia cinetică inițială și energia cinetică _finală ( KE1 : KE2 ₎

soluţie:

Relația dintre presiunea (P), volumul (V) și energia cinetică (KE) a gazelor ideale :

Raportul dintre energia cinetică inițială și energia cinetică finală:

[irp]

2. Care este energia cinetică medie de translație a moleculelor într-un gaz ideal la 57 ^° C.

Cunoscut:

Temperatura gazului (T) = 57 ^° C + 273 °C = 330 grade Kelvin

Constanta lui Boltzmann (k) = 1.38 x 10⁻²⁸ ^Joule /Kelvin

Cerință: Energia cinetică medie de translație

soluţie:

Relația dintre energia cinetică (KE) și temperatura gazului (T):

Energia cinetică medie de translație:

[irp]

3. Un gaz la 27 ^° C într-un recipient închis . Dacă energia cinetică a gazului crește de 2 ori față de energia cinetică inițială, atunci temperatura finală a gazului este…

Cunoscut:

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

Energia cinetică inițială = KE

Energie cinetică finală = 4 K E

Dorită: Temperatura finală ( _T2 )

soluţie:

[irp]

4. Un gaz ideal se află într-un recipient închis, este încălzit astfel încât viteza medie finală a particulelor de gaz să crească de 3 ori viteza medie inițială. Dacă temperatura inițială a gazului este de 27 ^° C, atunci temperatura finală a gazului ideal este…

Cunoscut:

Temperatura inițială = 27 ^° C + 273 °C = 300 grade Kelvin

Viteza inițială = v

Viteză finală = 2v

Cerință : Temperatura finală a gazului ideal

soluţie:

Viteza medie finală = 2 x viteza medie inițială

[irp]

5. Trei moli de gaz se află într-un spațiu cu un volum de 36 de litri. Fiecare moleculă de gaz are o energie cinetică de 5 x 10⁻²¹ ^Jouli . Constanta universală a gazelor = 8.315 J/mol⁻¹, iar constanta lui Boltzmann = 1.38 x 10⁻²¹ ^J /K. Care este presiunea gazului în recipient?

Cunoscut:

Numărul de moli (n) = 3 moli

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

Constanta lui Boltzmann (k) = 1.38 x ^10⁻²⁺ J/K

Energie cinetică (KE) = 5 x 10 ^–21 Jouli

Constanta universală a gazelor (R) = 8.315 J/mol K

Cerut : Presiunea gazului (P)

soluţie:

Calculați temperatura folosind ecuația energiei cinetice a gazului.

Calculați presiunea gazului folosind ecuația legii gazelor ideale (în număr de moli, n):

PV = n RT

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

P (36 x 10⁻³ ⁾ = 6024.22

Presiunea gazului este de 1.67 x ^10⁵ Pascal sau 1.67 atmosfere.

Află mai multe

1. Am pus niște gaze într-un recipient închis, care inițial au volumul V și temperatura T. Temperatura finală este 5/4T, iar presiunea finală este 2P. Care este volumul final al gazului?

Cunoscut:

Volumul inițial ( _V1 ) = V

Temperatura inițială (T1 ₎ = T

Temperatura finală (T2 ₎ = 5/4 T

Presiunea inițială (P1 ₎ = P

Presiunea finală (P2 ₎ = 2P

Caut: Volumul final (V ₂ )

soluţie:

[irp]

2. Determinați volumul a 2.00 moli de gaz (gaz ideal) la temperatura și presiunea standard (STP). STP = temperatura și presiunea standard.

Cunoscut:

Moli de gaz (n) = 2 moli de gheață

Temperatura standard (T) = 0 ^° C = 0 + 273 = 273 grade Kelvin

Presiune standard (P) = 1 atm = 1.013 x ^10⁵ Pa

Constanta universală de gaz (R) = 8.315 Joule/mol e .Kelvin

Volumul de gaze dorit (V)

soluţie:

Ecuația legii gazelor ideale (în numărul de moli, n)

Volumul a 2 moli de gaz este de 44.8 litri.

Volumul unui mol de gaz este de 45.4 litri / 2 = 22.4 litri.

Volumul unui mol din orice gaz este de 22.4 litri.

[irp]

^{3. 4 litri de oxigen gazos au o temperatură de 27°C și o} presiune de 2 atm (1 atm = 10⁵ ^Pa ) într-un recipient închis. Constanta universală a gazelor (R) = 8.314 J.mol e⁻¹.K⁻¹ și numărul lui Avogadro ( N₃A ₎ = 6.02 x ^10⁵ molecule/mol ^e⁻¹ . Care sunt moleculele de oxigen gazos din recipient?

Cunoscut:

Volumul gazelor (V) = 4 litri = 4 dm³ ^{= 4} x ^10⁻³ m³

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

Presiunea gazelor (P) = 2 atm = 2 x ^10⁵ Pa

Constanta universală a gazelor (R) = 8.314 J.mol e ⁻¹ .K ⁻¹

Numărul lui Avogadro (N _A ) = 6.02 x 10^ ²³

Cerere : Care sunt moleculele de oxigen gazos din recipient (N)

soluţie:

Într-un mol de oxigen gazos, există 1.93 x 10^ ²³ molecule de oxigen.

[irp]

4. Un recipient care conține un gaz neon (Ne, masă atomică = 20 u) la temperatură și presiune standard (STP ) are un volum de 2 m³ ^. Determinați masa gazului neon!

Cunoscut:

Masa atomică a neonului = 20 grame/mol e = 0,02 kg/mol e

Temperatura standard (T) = 0 ^° C = 273 Kelvin

Presiune standard (P) = 1 atm = 1.013 x ^10⁵ Pascal

Volum (V) = 2 ^m³

Masa dorită ( m) a gazului neon

soluţie:

La temperatură și presiune standard (STP), 1 mole a oricăror gaze, include gaz neon, au volum 22.4 litrus = 22.4 dm³ = 0.0448 m³.

Într -un volum de 2 m³ ^există 44.6 moli de gaz neon.

Masa atomică relativă a gazului neon este de 20 grame/mol.

Aceasta înseamnă că într-un mol există 20 de grame sau 0.02 kg de gaz neon. Deoarece într-un mol există 0.02 kg de gaz neon, atunci în 44.6 moli există 44.6 moli x 0.02 kg/mol = 0.892 kg = 892 grame de gaz neon.

Află mai multe

1. Gazele I au inițial presiunea P și temperatura T. Gazul suferă un proces izocor , astfel încât presiunea finală devine de 4 ori mai mare decât presiunea inițială. Care este temperatura finală a gazului?

Cunoscut:

Presiunea inițială (P1 ₎ = P

Presiunea finală (P2 ₎ = 4P

Temperatura inițială (T1 ₎ = T

Dorită: Temperatura finală ( _T2 )

soluţie:

Formula legii lui Gay-Lussac :

Temperatura finală devine de 4 ori mai mare decât temperatura inițială.

[irp]

2. Într-un recipient închis, gazele ideale au inițial o temperatură de 27 ^° C. Dacă presiunea finală devine de 2 ori presiunea inițială, care este temperatura finală?

Cunoscut:

Presiunea inițială (P1 ₎ = P

Presiunea finală (P2 ₎ = 2P

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

Dorită: Temperatura finală ( _T2 )

soluţie:

[irp]

3. O anvelopă este umplută la o presiune manometrică de 2 atm la 27°C. După un parcurs cu mașina, temperatura din interiorul anvelopei crește la 47°C. Care este presiunea din interiorul anvelopei acum?

Cunoscut:

Presiunea atmosferică = 1 atm = 1 x ^10⁵ Pa

Presiunea manometrică inițială = 2 atm = 2 x ^10⁵ Pa

Presiunea absolută inițială (P1 ₎ = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x ¹⁰⁵ Pa

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

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

Se caută: Temperatura finală indicată

soluţie:

Presiunea manometrică finală = presiunea absolută finală – presiunea atmosferică

Presiunea manometrică finală = 3.2 atm – 1 atm

Presiunea manometrică finală = 2.2 atm

Află mai multe

1. Într-un recipient închis, gazul se dilată astfel încât volumul final devine de 3 ori volumul inițial (V = volumul inițial, T = temperatura inițială ). Care este temperatura finală?

Cunoscut:

Volumul inițial ( _V1 ) = V

Volumul final (V² ₎ = 3V

Temperatura inițială (T1 ₎ = T

Dorită: Temperatura finală ( _T2 )

soluţie:

Formula legii lui Charles :

Temperatura finală a gazelor devine de 3 ori mai mare decât temperatura inițială.

[irp]

2. Gazele I au inițial volumul V și temperatura T. Dacă gazul suferă procesul izobar astfel încât temperatura devine de 2 ori mai mare decât temperatura inițială, atunci volumul final al gazelor este…

Cunoscut:

Volumul inițial ( _V1 ) = V

Temperatura inițială (T1 ₎ = T

Temperatura finală (T2 ₎ = 2T

Se caută: volumul final (V ₂ )

soluţie:

Volumul final de gaze devine de 2 ori volumul inițial.

[irp]

3. Într-un recipient închis, gazele ideale au inițial un volum de 2 litri și o temperatură de 27 ^° C. Dacă volumul final al gazelor devine 3 litri, atunci temperatura finală este…

Cunoscut:

Volumul inițial (V1 ⁾ ₌ 2 litri = 2 dm3 ⁼ 2 x ^10⁻³ m3

Volum final (V² ₎ = 3 litri = 3 dm³ ^{= 3} x ^10⁻³ m³

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

Dorită: Temperatura finală ( _T2 )

soluţie:

Temperatura finală este de 177 ^° C sau 177 + 273 = 450 Kelvin.

Află mai multe

1. Unele gaze ideale au inițial presiunea P și volumul V. Dacă gazul suferă un proces izoterm astfel încât presiunea finală devine de 4 ori mai mare decât presiunea inițială, atunci volumul final al gazului este…

Cunoscut:

Presiunea inițială (P1 ₎ = P

Presiunea finală (P2 ₎ = 4P

Volumul inițial ( _V1 ) = V

Caut: Volumul final (V ₂ )

soluţie:

Formula legii lui Boyle :

PV = constantă

P₁ _V₁ = _P₂ V₂​_​​

(P)(V) = (4P)( _V² )

V = 4 _V²

V² = V / 4 = ¼ _V

Volumul final de gaze este de ¼ ori volumul inițial.

[irp]

2. Într-un recipient închis, gazul se dilată astfel încât volumul final devine de 2 ori volumul inițial (V = volum inițial, P = presiune inițială). Presiunea finală a gazelor este…

Cunoscut:

Presiunea inițială (P1 ₎ = P

Volumul inițial ( _V1 ) = V

Volumul final (V² ₎ = 2V

Presiune finală dorită ( P2 ₎

soluţie:

P₁ _V₁ = _P₂ V₂​_​​

PV = P² ( _2V )

P = P² ( ₂ )

P² = P / ₂ = ½ P

Presiunea gazului devine de jumătate de ori presiunea inițială.

[irp]

3. Într-un recipient închis, gazele au o presiune de 2 atm și un volum de 1 litru. Dacă presiunea gazului devine 4 atm, atunci volumul gazului devine...

Cunoscut:

Presiunea inițială (P1 ₎ = 2 atm = 2 x ¹⁰⁵ Pa

Presiunea finală (P2 ₎ = 4 atm = 4 x ¹⁰⁵ Pa

Volumul inițial (V1 _{) =} ¹ litru = 1 dm3 ⁼ 1 x ^10⁻³ m3

Dorit : Volumul final (V ₂ )

soluţie:

P₁ _V₁ = _P₂ V₂​_​​

( 2 x 10⁻⁵ ⁾ ₍ 1 x ^10⁻³ ) = (4 x ^10⁻⁵ ) 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 ^litri _s⁻¹

Află mai multe

1. Trei condensatoare, C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 4 μF, C3 ₌ 4 μF, sunt conectate în serie și paralel . Determinați capacitatea unui singur condensator care va avea același efect ca și combinația lor.

Cunoscut:

Condensator C1 = 2 μF_​

Condensator _C2 = 4 μF

Condensator _C3 = 4 μF

Cerut: Capacitatea echivalentă (C)

soluţie:

Condensatoarele C₂ și _{C₃ sunt conectate} în paralel. Capacitatea echivalentă:

C _P = C ₂ + C ₃ = 4 + 4 = 8 μ F

Condensatoarele C1 și _{Cp sunt conectate} în serie. Capacitatea echivalentă:

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

C = 8/5 μF

[irp]

2. Cinci condensatoare, C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 4 μF, C3 ₌ 6 μF, _C4 = 5 μF, C5 ₌ 10 μF, sunt conectate în serie și în paralel. Determinați capacitatea unui singur condensator care va avea același efect ca și combinația.

Cunoscut:

Condensator C₁ = 2 μF

Condensator _C2 = 4 μF

Condensator _C3 = 6 μF

Condensator _C4 = 5 μF

Condensator _C5 = 10 μF

Cerut: Capacitatea echivalentă (C)

soluţie:

Condensatoarele C₂ și _{C₃ sunt conectate} în paralel. Capacitatea echivalentă:

CP = _{C2 +} C3_​

CP = 4 + ₆

CP ₌ 10 μF​

Condensatoarele C1 , _{CP ,} C4 și C5 _sunt conectate în serie. Capacitatea echivalentă _:

1/C = 1/C₁ _{+ 1} / C₁ + 1/ C₄ + 1 _{/ C₅} + 1/ C₅

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 și C₃ = 3 μF, sunt conectate în serie și paralel. Determinați energie electrica pe circuite.

Cunoscut:

Condensator C₁ = 3 μF

Condensator _C2 = 4 μF

Condensator _C3 = 3 μF​

Cerut: Capacitatea echivalentă (C)

soluţie:

Condensatoarele C₂ și _{C₃ sunt conectate} în paralel. Capacitatea echivalentă:

CP = _{C2 +} C3_​

CP = 4 ₊ 3

CP ₌ 7 μF​

Condensatoarele C1 și CP sunt _{conectate în} serie. Capacitatea echivalentă:

1/C = 1/C1 + 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

Energia electrică din circuite:

E = ½ ^CV²

E = ½ ( 2.1 x ^10⁻⁶ )( ^12² )

E = ½ (2.1 x ^10⁻⁶ )(144)

E = (2.1 × 10⁻⁶ ⁾ (72)

E = 151.2 x ^10⁻⁴ Joule

E = 1.5 x ^10⁻⁴ Joule

Află mai multe

1. Patru condensatoare, C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 1 μF, C3 ₌ 3 μF, C4 ₌ 4 μF, sunt conectate în serie . Determinați capacitatea unui singur condensator care va avea același efect ca și combinația.

Cunoscut:

Condensator _C1 = 2 μF

Condensator _C2 = 1 μF

Condensator _C3 = 3 μF

Condensator _C3 = 4 μF

Cerut: Capacitatea echivalentă

soluţie:

Capacitatea echivalentă:

1/C = 1/C₁ ₊ 1/C₂ ₊ 1/C₃ ₊ 1/ _C₄

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

Capacitatea echivalentă a întregii combinații este de 0.48 μF.

[irp]

2. Determinați sarcina condensatorului C1 _dacă diferența de potențial dintre P și Q este de 12 volți…

Cunoscut:

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

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

Diferența de potențial (V) = 12 volți

Cerut: sarcina condensatorului _C1 ( _Q1 )

soluţie:

Capacitatea echivalentă:

1/C = 1/C₁ _{+ 1} / C₂

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

^C = 20/3 μ F = (20/3) x 10⁻⁶ F

Sarcina electrică a condensatorului echivalent:

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

Q = 80 μC

Condensatoarele sunt conectate în serie astfel încât sarcina electrică pe condensatoarele echivalente = sarcina electrică pe condensatorul _C1 = sarcina electrică pe condensatorul C2_.

Sarcina electrică a condensatorului C1 este de ₈₀ μC.

[irp]

3. Două condensatoare, C1 ₌ 2 μF și C2 ₌ 4 μF, sunt conectate în serie. Condensatoarele sunt încărcate. Diferența de potențial pe condensatorul C1 _este de 2 volți. Sarcina electrică pe condensatorul C2 _este …

Cunoscut:

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

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

Diferența de potențial pe condensatorul _C1 ( V1 ₎ = 2 volți

Se caută : Sarcina electrică pe condensatorul C2_.

soluţie:

Sarcina electrică pe condensatorul C1 _:

Q1 ₌ C1 _V1 = (2 x ^10⁻⁶ ₎ (2) = 4 ^x 10⁻⁶C

Q1 = 4 μC_​

Condensatoarele sunt conectate în serie astfel încât sarcina electrică de pe condensatorul C1 ₌ sarcina electrică de pe condensatorul C2_.

Sarcina condensatorului C2 este _de 4 μC.

Află mai multe

1. Patru condensatoare , C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 1 μF, C3 ₌ 3 μF, C4 ₌ 4 μF, sunt conectate în paralel. Determinați capacitatea unui singur condensator care va avea același efect ca și combinația.

Cunoscut:

Condensator C1 = 2 μF_​

Condensator C2 = 1 μF_​

Condensator C3 = 3 μF_​

Condensator C3 = 4 μF_​

Cerut: Capacitatea echivalentă

soluţie:

Capacitatea echivalentă:

C = _C1 + _C2 + _C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

Capacitatea echivalentă a întregii combinații este de 9 μF.

[irp]

2. Determinați sarcina condensatorului C₂ dacă diferența de potențial dintre punctele A și B este _de 9 volți…

Cunoscut:

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

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

Diferența de potențial dintre punctele A și B (V _AB ) = 9 volți

Cerut : sarcina condensatorului C₂ ( _{Q₂ )}

soluţie:

Diferența de potențial:

Condensatoarele sunt conectate în paralel astfel încât diferența de potențial dintre A și B (V _AB ) = diferența de potențial pe condensatorul C ₁ (V ₁ ) = diferența de potențial pe condensatorul C ₂ (V ₂ ) = 9 volți.

Sarcina electrică pe condensatorul C2 _:

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

Q2 = 270 μC_​

Sarcina electrică a condensatorului C2 este _de 270 μC.

[irp]

3. Trei condensatoare, C1 ₌ 4 μF, C2 ₌ 2 μF, C3 ₌ 3 μF, sunt conectate în paralel. Condensatoarele sunt încărcate. Diferența de potențial pe condensatorul C2 este _de 4 volți. Determinați

(a) Sarcina electrică pe condensatoarele _C1 , _C2 și _C3

(b) Sarcina electrică pe condensatorul echivalent al întregii combinații

Cunoscut:

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

Condensator C2 = 2 _μF = 2 x ^10⁻⁶ F

Condensator C3 = 3 _μF = 3 x ^10⁻⁶ F

Diferența de potențial pe condensatorul _C2 ( V2 ₎ = 4 volți

Cerut : Sarcina electrică pe condensatorul C3 ( _{Q3 )}

soluţie:

(a) Sarcina electrică pe _{condensatorul} C3

Diferența de potențial pe condensatorul C3 _:

Condensatoarele sunt conectate în paralel astfel încât diferența de potențial pe condensator C₃ (V₃) = diferența de potențial pe condensatoare C₂ (V₂) = diferența de potențial pe condensatoare C₁ (V₁) = diferența de potențial pe condensatoare echivalente (V) = 4 volți

Sarcina electrică pe condensatorul C1 _:

Q1 ₌ C1 _{V1 = (} ⁴ x ^10⁻⁶ ) (4 ) = 16 x _10⁻⁶C

Q1 = 16 μC_​

Sarcina electrică pe condensatorul C2 _:

Q2 ₌ C2 _{V2 = (} ² x ^10⁻⁶ ) (4 ) = 8 x _10⁻⁶C

Q2 = 8 μC_​

Sarcina electrică pe condensatorul C3 _:

Q3 ₌ C3 _{V3 = (} ³ x ^10⁻⁶ ) (4 ) = 12 x _10⁻⁶C

Q3 = 12 μC_​

(b) Sarcina electrică pe un condensator echivalent

Q = _Q1 + _Q2 + _Q3

Q = 16 μ C + 8 μ C + 12 μ C = 36 μ C

Soluție alternativă:

Capacitatea echivalentă:

C = _C1 + _C2 + _C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

C = 9 x ^10⁻⁶ F

Diferența de potențial pe condensatorul echivalent:

V1 ₌ V2 = V3 _{= V} = 4 volți

Sarcina electrică a condensatorului echivalent:

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

Q = 36 μC

Află mai multe