Fyzika

1. V uzavretej nádobe mám zaobchádzať s plynmi , ktoré majú spočiatku objem V a tlak P. Ak je konečný tlak 4P a objem sa udržiava konštantný, aký je pomer počiatočnej kinetickej energie ku konečnej kinetickej energii?

Známe:

Počiatočný tlak (P1 ₎ = P

Konečný tlak (P2 ₎ = 4P

Počiatočný objem (V1 ₎ = V

Konečný objem ( _V2 ) = V

Hľadané: Pomer počiatočnej kinetickej energie ku konečnej kinetickej energii ( K _E1 : K E2 ₎

riešenie:

Vzťah medzi tlakom (P), objemom (V) a kinetickou energiou (KE) ideálnych plynov :

Pomer počiatočnej kinetickej energie ku konečnej kinetickej energii:

2. Aká je priemerná translačná kinetická energia molekúl v ideálnom plyne pri teplote 57 ^° C?

Známe:

Teplota plynu (T) = 57 ^° C + 273 = 330 Kelvinov

Boltzmannova konštanta (k) = 1.38 x 10⁻²⁻¹ ^Joule /Kelvin

Hľadá sa: Priemerná translačná kinetická energia

riešenie:

Vzťah medzi kinetickou energiou (KE) a teplotou plynu (T):

Priemerná translačná kinetická energia:

3. Plyn pri teplote 27 ^° C v uzavretej nádobe . Ak sa kinetická energia plynu dvojnásobne zvýši oproti počiatočnej kinetickej energii, konečná teplota plynu je…

Známe:

Počiatočná teplota (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 °F = 300 K

Počiatočná kinetická energia = KE

Konečná kinetická energia = 4 K E

Požadovaná: Konečná teplota ( _T2 )

riešenie:

4. Ideálny plyn sa nachádza v uzavretej nádobe a zahrieva sa tak, že konečná priemerná rýchlosť častíc plynu sa zvýši trojnásobne oproti počiatočnej priemernej rýchlosti. Ak je počiatočná teplota plynu 27 ^° C, potom je konečná teplota ideálneho plynu…

Známe:

Počiatočná teplota = 27 ^° C + 273 = 300 Kelvinov

Počiatočná rýchlosť = v

Konečná rýchlosť = 2v

Hľadaná : Konečná teplota ideálneho plynu

riešenie:

Konečná priemerná rýchlosť = 2 x počiatočná priemerná rýchlosť

5. Tri móly plynu sa nachádzajú v priestore s objemom 36 litrov. Každá molekula plynu má kinetickú energiu 5 x 10⁻²⁹ ^Joulov . Univerzálna plynová konštanta = 8.315 J/mol·K a Boltzmannova konštanta = 1.38 x 10⁻²⁹ ^J /K. Aký je tlak plynu v nádobe?

Známe:

Počet molov (n) = 3 moly

Objem = 36 litrov = 36 dm³ ^{= 36} x ^10⁻³ m³

Boltzmannova konštanta (k) = 1.38 x ^10⁻²⁻³ J/K

Kinetická energia (KE) = 5 x 10 ^–21 Joulov

Univerzálna plynová konštanta (R) = 8.315 J/mol·K

Hľadaný : Tlak plynu (P)

riešenie:

Vypočítajte teplotu pomocou rovnice kinetickej energie plynu.

Vypočítajte tlak plynu pomocou rovnice ideálneho plynu (v počte mólov, n):

PV = n RT

P (36 x 10⁻³ ⁾ = (3)(8.315)(241.5)

P (36 x 10⁻³ ⁾ = 6024.22

Tlak plynu je 1.67 x ^10⁶ Pascalu alebo 1.67 atmosféry.

Čítaj viac

1. V uzavretej nádobe mám zaobstarané plyny, ktoré majú spočiatku objem V a teplotu T. Konečná teplota je 5/4T a konečný tlak je 2P. Aký je konečný objem plynu?

Známe:

Počiatočný objem (V1 ₎ = V

Počiatočná teplota (T1 ₎ = T

Konečná teplota (T2 ₎ = 5/4 T

Počiatočný tlak (P1 ₎ = P

Konečný tlak (P2 ₎ = 2P

Hľadá sa: Finálny zväzok (V ₂ )

riešenie:

2. Určte objem 2.00 molov plynu (ideálny plyn) pri štandardnej teplote a tlaku. STP = štandardná teplota a tlak.

Známe:

Móly plynu (n) = 2 móly ľadu

Štandardná teplota (T) = 0 ^° C = 0 + 273 = 273 Kelvinov

Štandardný tlak (P) = 1 atm = 1.013 x ^10⁶ Pa

Univerzálna plynová konštanta (R) = 8.315 Joule/mol e .Kelvin

Hľadaný objem : Objem plynov (V)

riešenie:

Rovnica ideálneho plynu (v počte mólov, n)

Objem 2 mólov plynov je 44.8 litra.

Objem 1 mólu plynov je 45.4 litra / 2 = 22.4 litra.

Objem 1 molu akéhokoľvek plynu je 22.4 litra.

3. 4 litre plynného kyslíka majú v uzavretej nádobe teplotu 27 °C a tlak 2 atm (1 atm = 10⁶ Pa ⁾ . Univerzálna plynová konštanta (R) = 8.314 J.mol e⁻¹.K⁻¹ a Avogadrovo číslo ( NA ₎ = 6.02 x ^10⁻¹ molekúl/mol ^e⁻¹ . ^Aké sú molekuly plynného kyslíka v nádobe?

Známe:

Objem plynov (V) = 4 litre = 4 dm³ ^{= 4} x ^10⁻³ m³

Teplota plynov (T) = 27 ^° C = 27 + 273 = 300 Kelvinov

Tlak plynov (P) = 2 atm = 2 x ^10⁶ Pa

Univerzálna plynová konštanta (R) = 8.314 J.mol e −1.K ^{− 1}

Avogadrovo číslo (N _A ) = 6.02 x 10 ²³

Hľadá sa : Aké sú molekuly kyslíkových plynov v nádobe (N)

riešenie:

V 1 mole kyslíkových plynov sa nachádza 1.93 x ^10²⁻³ molekúl kyslíka.

4. Nádoba obsahujúca neónový plyn (Ne, atómová hmotnosť = 20 u) pri štandardnej teplote a tlaku (STP ) má objem 2 m3 ^. Určte hmotnosť neónového plynu!

Známe:

Atómová hmotnosť neónu = 20 gramov/mol e = 0,02 kg/mol e

Štandardná teplota (T) = 0 ^° C = 273 Kelvinov

Štandardný tlak (P) = 1 atm = 1.013 x ^10⁶ Pascal

Objem (V) = 2 ^m³

Hľadá sa : hmotnosť (m) neónového plynu

riešenie:

Pri štandardnej teplote a tlaku (STP), 1 mole akýchkoľvek plynov, obsahujú neónový plyn, mať objem 22.4 liters = 22.4 XNUMX dm³ = 0.0448 m³.

V objeme 2 m3 ^sa nachádza 44.6 molov neónového plynu.

Relatívna atómová hmotnosť neónového plynu je 20 gramov/mol.

To znamená, že v 1 mole sa nachádza 20 gramov alebo 0.02 kg neónu. Keďže v 1 mole sa nachádza 0.02 kg neónu, potom v 44.6 mole sa nachádza 44.6 molov x 0.02 kg/mol = 0.892 kg = 892 gramov neónu.

Čítaj viac

1. Plyny , ktoré majú spočiatku tlak P a teplotu T, prechádzajú izochorickým procesom , takže konečný tlak sa 4-násobne zvýši oproti počiatočnému tlaku. Aká je konečná teplota plynu?

Známe:

Počiatočný tlak (P1 ₎ = P

Konečný tlak (P2 ₎ = 4P

Počiatočná teplota (T1 ₎ = T

Požadovaná: Konečná teplota ( _T2 )

riešenie:

Vzorec Gay-Lussacovho zákona :

Konečná teplota sa 4-násobne zvýši oproti počiatočnej teplote.

2. V uzavretej nádobe majú ideálne plyny spočiatku teplotu 27 ^° C. Ak sa konečný tlak zdvojnásobí oproti počiatočnému tlaku, aká je konečná teplota?

Známe:

Počiatočný tlak (P1 ₎ = P

Konečný tlak (P2 ₎ = 2P

Počiatočná teplota (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 °F = 300 K

Požadovaná: Konečná teplota ( _T2 )

riešenie:

3. Pneumatika je nahustená na manometer 2 atm pri teplote 27 °C. Po jazde teplota v pneumatike stúpne na 47 °C. Aký je teraz tlak v pneumatike?

Známe:

Atmosférický tlak = 1 atm = 1 x ^10⁶ Pa

Počiatočný pretlak = 2 atm = 2 x ^10⁶ Pa

Počiatočný absolútny tlak (P1 ₎ = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x ¹⁰⁵ Pa

Počiatočná teplota (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 °F = 300 K

Konečná teplota (T1 ₎ = 47 ^° C + 273 °F = 320 K

Hľadaná: Konečná teplota na meradle

riešenie:

Konečný pretlak = konečný absolútny tlak – atmosférický tlak

Konečný pretlak = 3.2 atm – 1 atm

Konečný pretlak = 2.2 atm

Čítaj viac

1. V uzavretej nádobe sa plyn rozpína ​​tak, že konečný objem sa trojnásobne zväčší oproti počiatočnému objemu (V = počiatočný objem, T = počiatočná teplota ). Aká je konečná teplota?

Známe:

Počiatočný objem (V1 ₎ = V

Konečný objem (V2 ₎ = 3V

Počiatočná teplota (T1 ₎ = T

Požadovaná: Konečná teplota ( _T2 )

riešenie:

Vzorec Charlesovho zákona :

Konečná teplota plynov sa stáva trojnásobkom počiatočnej teploty.

2. Plyny, ktoré majú spočiatku objem V a teplotu T. Ak plyn prechádza izobarickým dejom , takže teplota sa zdvojnásobí oproti počiatočnej teplote, potom konečný objem plynov je…

Známe:

Počiatočný objem (V1 ₎ = V

Počiatočná teplota (T1 ₎ = T

Konečná teplota (T2 ₎ = 2T

Hľadá sa: finálny zväzok (V ₂ )

riešenie:

Konečný objem plynov sa zdvojnásobí oproti pôvodnému objemu.

3. V uzavretej nádobe majú ideálne plyny spočiatku objem 2 litre a teplotu 27 ^° C. Ak konečný objem plynov dosiahne 3 litre, potom je konečná teplota…

Známe:

Počiatočný objem (V1 ⁾ ₌ 2 litre = 2 dm3 ⁼ 2 x ^10⁻³ m3

Konečný objem (V2 ⁾ ₌ 3 litre = 3 dm3 ⁼ 3 x ^10⁻³ m3

Počiatočná teplota (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 °F = 300 K

Požadovaná: Konečná teplota ( _T2 )

riešenie:

Konečná teplota je 177 ^° C alebo 177 + 273 = 450 Kelvinov.

Čítaj viac

1. Niektoré ideálne plyny majú spočiatku tlak P a objem V. Ak plyn prechádza izotermickým procesom tak, že konečný tlak sa 4-násobne zvýši oproti počiatočnému tlaku, potom konečný objem plynu je…

Známe:

Počiatočný tlak (P1 ₎ = P

Konečný tlak (P2 ₎ = 4P

Počiatočný objem (V1 ₎ = V

Hľadá sa: Finálny zväzok (V ₂ )

riešenie:

Vzorec Boyleovho zákona :

PV = konštanta

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

(P)(V) = (4P)( _V2 )

V = 4 _V²

V2 = V / 4 = ¼ _V

Konečný objem plynov je ¼ -násobkom počiatočného objemu.

2. V uzavretej nádobe sa plyn rozpína ​​tak, že konečný objem sa zdvojnásobí oproti počiatočnému objemu (V = počiatočný objem, P = počiatočný tlak). Konečný tlak plynov je…

Známe:

Počiatočný tlak (P1 ₎ = P

Počiatočný objem (V1 ₎ = V

Konečný objem (V2 ₎ = 2V

Požadovaný : Konečný tlak ( _P2 )

riešenie:

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

PV = P2 ( _2V )

P = P² ( ₂ )

P2 = P / ₂ = ½ P

Tlak plynu sa zvýši na polovicu oproti pôvodnému tlaku.

3. V uzavretej nádobe sa nachádzajú plyny s tlakom 2 atm a objemom 1 liter. Ak tlak plynu dosiahne 4 atm, objem plynu sa zmení na...

Známe:

Počiatočný tlak (P1 ₎ = 2 atm = 2 x ¹⁰⁵ Pa

Konečný tlak (P² ₎ = 4 atm = 4 x ^10⁶ Pa

Počiatočný objem (V ₁ ) = 1 liter = 1 dm ³ = 1 x 10 ^-3 m ³

Hľadá sa : Konečný zväzok (V ₂ )

riešenie:

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

( 2 x 10⁻ ⁾ ₍ 1 x ^10⁻³ ) = (4 x ^10⁻ ) 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 ^m³ = 0.5 dm³ = ^0.5 litra ^s⁻¹

Čítaj viac

1. Tri kondenzátory s kapacitou C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 4 μF, C3 ₌ 4 μF sú zapojené sériovo a paralelne . Určte kapacitu jedného kondenzátora, ktorý bude mať rovnaký účinok ako ich kombinácia.

Známe:

Kondenzátor C1 = 2 μF_​

Kondenzátor _C³ = 4 μF

Kondenzátor _C³ = 4 μF

Hľadaná: Ekvivalentná kapacita (C)

riešenie:

Kondenzátory C2 a C3 _{sú zapojené} paralelne. Ekvivalentná kapacita:

CP ₌ C2 ₊ C3 = 4 + 4 = ₈ μF

Kondenzátory C1 a _{Cp sú zapojené} sériovo. Ekvivalentná kapacita:

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

C = 8/5 μF

2. Päť kondenzátorov s kapacitou C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 4 μF, C3 ₌ 6 μF, _C4 = 5 μF, C5 ₌ 10 μF je zapojených sériovo a paralelne. Určte kapacitu jedného kondenzátora, ktorý bude mať rovnaký účinok ako kombinácia kondenzátorov.

Známe:

Kondenzátor C₁ = 2 μF

Kondenzátor _C² = 4 μF

Kondenzátor _C² = 6 μF

Kondenzátor _C² = 5 μF

Kondenzátor _C² = 10 μF

Hľadaná: Ekvivalentná kapacita (C)

riešenie:

Kondenzátory C2 a C3 _{sú zapojené} paralelne. Ekvivalentná kapacita:

CP = _{C2 +} C3_​

CP = 4 + ₆

CP ₌ 10 μF​

Kondenzátory C1 , _{C3P ,} C4 a C5 _sú zapojené sériovo. Ekvivalentná kapacita _:

1/C = 1/C1 _{+ 1} / CP + ₁ / C4 + 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

3. C₁ = 3 μF, C₂ = 4 μF a C₃ = 3 μF, sú zapojené sériovo a paralelne. Určte elektrická energia na obvody.

Známe:

Kondenzátor C₁ = 3 μF

Kondenzátor _C² = 4 μF

Kondenzátor _C³ = 3 μF​

Hľadaná: Ekvivalentná kapacita (C)

riešenie:

Kondenzátory C2 a C3 _{sú zapojené} paralelne. Ekvivalentná kapacita:

CP = _{C2 +} C3_​

CP = 4 ₊ 3

CP ₌ 7 μF​

Kondenzátory C1 a C2P sú _zapojené sériovo. Ekvivalentná kapacita _:

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

Elektrická energia na obvodoch:

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 ^10⁻⁴ Joulov

E = 1.5 x ^10⁻⁴ Joulov

Čítaj viac

1. Štyri kondenzátory s kapacitou C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 1 μF, C3 ₌ 3 μF, C4 ₌ 4 μF sú zapojené sériovo . Určte kapacitu jedného kondenzátora , ktorý bude mať rovnaký účinok ako kombinácia kondenzátorov.

Známe:

Kondenzátor _C³ = 2 μF

Kondenzátor _C³ = 1 μF

Kondenzátor _C³ = 3 μF

Kondenzátor _C³ = 4 μF

Hľadá sa: Ekvivalentná kapacita

riešenie:

Ekvivalentná kapacita:

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

Ekvivalentná kapacita celej kombinácie je 0.48 μF.

2. Určte náboj na kondenzátore C1 _, ak je rozdiel potenciálov medzi P a Q 12 voltov…

Známe:

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

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

Potenciálny rozdiel (V) = 12 voltov

Hľadá sa: náboj na kondenzátore _C1 ( _Q1 )

riešenie:

Ekvivalentná kapacita:

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

Elektrický náboj na ekvivalentnom kondenzátore:

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

Q = 80 μC

Kondenzátory sú zapojené sériovo tak _, že elektrický náboj na ekvivalentných kondenzátoroch = elektrický náboj na kondenzátore C1 = elektrický náboj na kondenzátore C2_.

Elektrický náboj na kondenzátore _C1 je 80 μC.

3. Dva kondenzátory, C1 ₌ 2 μF a C2 ₌ 4 μF, sú zapojené sériovo. Kondenzátory sú nabité. Rozdiel potenciálov na kondenzátore C1 _je 2 volty. Elektrický náboj na kondenzátore C2 _je …

Známe:

Kapacitor C1 = ₂ μF = 2 x ^10-6 F

Kapacitor C2 = ₄ μF = 4 x ^10-6 F

Rozdiel potenciálov na kondenzátore C1 ₍ V1 ) ₌ 2 volty

Hľadá sa : Elektrický náboj na kondenzátore C2_.

riešenie:

Elektrický náboj na kondenzátore C1 _:

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

Q1 = 4 μC_​

Kondenzátory sú zapojené sériovo tak, že elektrický náboj na kondenzátore _C1 = elektrický náboj na kondenzátore C2_.

Náboj na _{kondenzátore} C2 je 4 μC.

Čítaj viac

1. Štyri kondenzátory s kapacitou C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 1 μF, C3 ₌ 3 μF, C4 ₌ 4 μF sú zapojené paralelne. Určte kapacitu jedného kondenzátora, ktorý bude mať rovnaký účinok ako ich kombinácia.

Známe:

Kondenzátor C³ = 2 μF_​

Kondenzátor C³ = 1 μF_​

Kondenzátor C³ = 3 μF_​

Kondenzátor C³ = 4 μF_​

Hľadá sa: Ekvivalentná kapacita

riešenie:

Ekvivalentná kapacita:

C = _C1 + _C2 + _C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

Ekvivalentná kapacita celej kombinácie je 9 μF.

2. Určte náboj na kondenzátore C2 _, ak je rozdiel potenciálov medzi bodmi A a B 9 voltov…

Známe:

Kapacity C1 = ₂₀ μF = 20 x ^10-6 F

Kapacity C2 = ₃₀ μF = 30 x ^10-6 F

Rozdiel potenciálov medzi bodmi A a B (V _AB ) = 9 voltov

Hľadá sa : náboj na kondenzátore C2 ( _{Q2 )}

riešenie:

Potenciálny rozdiel:

Kondenzátory sú zapojené paralelne tak, že rozdiel potenciálov medzi A a B (V _AB ) = rozdiel potenciálov na kondenzátore C ₁ (V ₁ ) = rozdiel potenciálov na kondenzátore C ₂ (V ₂ ) = 9 voltov.

Elektrický náboj na kondenzátore C2 _:

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

Q2 = 270 μC_​

Elektrický náboj na kondenzátore C2 je 270 μC_.

3. Tri kondenzátory, C1 ₌ 4 μF, C2 ₌ 2 μF, C3 _{= 3 μF, sú zapojené} paralelne. Kondenzátory sú nabité. Rozdiel potenciálov na kondenzátore C2 je 4 volty. Určte

(a) Elektrický náboj na kondenzátoroch _C1 , _C2 a _C3

(b) Elektrický náboj na ekvivalentnom kondenzátore celej kombinácie

Známe:

Kapacitor C1 = ₄ μF = 4 x ^10-6 F

Kondenzátor C2 = 2 _μF = 2 x ^10⁻⁶ F

Kondenzátor C3 = 3 _μF = 3 x ^10⁻⁶ F

Potenciálny rozdiel na kondenzátore _C² ( V² ₎ = 4 volty

Hľadá sa : Elektrický náboj na kondenzátore C³ ( _{Q³ )}

riešenie:

(a) _Elektrický náboj na kondenzátore C3

Rozdiel potenciálov na kondenzátore C3 _:

Kondenzátory sú zapojené paralelne tak, aby rozdiel potenciálov na kondenzátore C₃ (V₃) = rozdiel potenciálov na kondenzátore C₂ (V₂) = rozdiel potenciálov na kondenzátore C₁ (V₁) = rozdiel potenciálov na ekvivalentnom kondenzátore (V) = 4 voltov

Elektrický náboj na kondenzátore C1 _:

Q³ ₌ C³ _{V³ =} (1 x ^10⁻⁶ ) (4) = 16 x ^10⁻⁶ C

Q² = 16 μC_​

Elektrický náboj na kondenzátore C2 _:

Q³ ₌ C³ _{V³ =} (2 x ^10⁻⁶ ) (4) = 8 x ^10⁻⁶ C

Q² = 8 μC_​

Elektrický náboj na kondenzátore C3 _:

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

Q3 = 12 μC_​

(b) Elektrický náboj na ekvivalentnom kondenzátore

Q = _Q1 + _Q2 + _Q3

Q = 16 μC + 8 μC + 12 μC = 36 μC

Alternatívne riešenie:

Ekvivalentná kapacita:

C = _C1 + _C2 + _C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

C = 9 x ^10⁻⁶ F

Rozdiel potenciálov na ekvivalentnom kondenzátore:

V1 ₌ V2 = V3 _{= V} = 4 volty

Elektrický náboj na ekvivalentnom kondenzátore:

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

Q = 36 μC

Čítaj viac