Fizika

1. V zaprti posodi imam pline , ki imajo na začetku prostornino V in tlak P. Če je končni tlak 4P in se prostornina ohranja konstantna, kakšno je razmerje med začetno kinetično energijo in končno kinetično energijo?

Znano:

Začetni tlak (P1 ₎ = P

Končni tlak (P2 ₎ = 4P

Začetni volumen (V1 ₎ = V

Končni volumen ( _V2 ) = V

Iščemo: Razmerje med začetno kinetično energijo in končno kinetično energijo ( K _E1 : K E2 ₎

Rešitev:

Razmerje med tlakom (P), prostornino (V) in kinetično energijo (KE) idealnih plinov :

Razmerje med začetno kinetično energijo in končno kinetično energijo:

[irp]

2. Kolikšna je povprečna translacijska kinetična energija molekul v idealnem plinu pri 57 ^° C?

Znano:

Temperatura plina (T) = 57 ^° C + 273 = 330 Kelvinov

Boltzmannova konstanta (k) = 1.38 x ^10⁻²⁻³ Joule/Kelvin

Iščemo: Povprečno translacijsko kinetično energijo

Rešitev:

Razmerje med kinetično energijo (KE) in temperaturo plina (T):

Povprečna translacijska kinetična energija:

[irp]

3. Plin pri 27 ^° C v zaprti posodi . Če se kinetična energija plina poveča za 2-kratnik začetne kinetične energije, je končna temperatura plina ...

Znano:

Začetna temperatura (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 °F = 300 K

Začetna kinetična energija = KE

Končna kinetična energija = 4 K E

Želena: Končna temperatura ( _T2 )

Rešitev:

[irp]

4. Idealni plin, ki je v zaprti posodi, se segreje tako, da se končna povprečna hitrost delcev plina poveča za 3-kratnik začetne povprečne hitrosti. Če je začetna temperatura plina 27 ^° C, je končna temperatura idealnega plina ...

Znano:

Začetna temperatura = 27 ^° C + 273 = 300 Kelvinov

Začetna hitrost = v

Končna hitrost = 2v

Iščemo : Končno temperaturo idealnega plina

Rešitev:

Končna povprečna hitrost = 2 x začetna povprečna hitrost

[irp]

5. V prostoru s prostornino 36 litrov so trije moli plina. Vsaka molekula plina ima kinetično energijo 5 x 10⁻²⁹ ^Joulov . Univerzalna plinska konstanta = 8.315 J/mol·K in Boltzmannova konstanta = 1.38 x 10⁻²⁹ ^J /K. Kolikšen je tlak plina v posodi?

Znano:

Število molov (n) = 3 moli

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

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

Kinetična energija (KE) = 5 x 10 ^–21 Joulov

Univerzalna plinska konstanta (R) = 8.315 J/mol·K

Želeni : Tlak plina (P)

Rešitev:

Izračunajte temperaturo z uporabo enačbe kinetične energije plina.

Izračunajte tlak plina z uporabo enačbe zakona idealnega plina (v številu molov, n):

PV = n RT

P (36 x 10⁻³ ⁾ = (3)(8.315)(241.5)

P (36 x 10⁻³ ⁾ = 6024.22

Tlak plina je 1.67 x 10⁶ ^Pascala ali 1.67 atmosfere.

Preberi več

1. V zaprti posodi imam pline, ki imajo na začetku prostornino V in temperaturo T. Končna temperatura je 5/4T, končni tlak pa 2P. Kolikšna je končna prostornina plina?

Znano:

Začetni volumen (V1 ₎ = V

Začetna temperatura (T1 ₎ = T

Končna temperatura (T2 ₎ = 5/4 T

Začetni tlak (P1 ₎ = P

Končni tlak (P² ₎ = 2P

Iščem: Končni zvezek (V ₂ )

Rešitev:

[irp]

2. Določite prostornino 2.00 molov plinov (idealni plin) pri standardni temperaturi in tlaku (STP). STP = Standardna temperatura in tlak.

Znano:

Moli plina (n) = 2 mola ledu

Standardna temperatura (T) = 0 ^° C = 0 + 273 = 273 Kelvinov

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

Univerzalna plinska konstanta ( R) = 8.315 Joule/mol e.Kelvin

Iščemo : Prostornina plinov (V)

Rešitev:

Enačba zakona idealnega plina (v številu molov, n)

Prostornina 2 molov plinov je 44.8 litra.

Prostornina 1 mola plinov je 45.4 litra / 2 = 22.4 litra.

Prostornina 1 mola katerega koli plina je 22.4 litra.

[irp]

^3. 4 litre kisika imajo v zaprti posodi temperaturo 27 °C in tlak 2 atm (1 atm = 10⁶ Pa). Univerzalna plinska konstanta (R) = 8.314 J.mol e⁻¹.K⁻¹ ⁱⁿ Avogadrovo število ( NA ₎ = 6.02 x ^10⁻²³ molekul/mol ^e⁻¹ . Katere so molekule kisika v posodi?

Znano:

Prostornina plinov (V) = 4 litri = 4 dm³ ^{= 4} x ^10⁻³ m³

Temperatura plinov (T) = 27 ^° C = 27 + 273 = 300 Kelvinov

Tlak plinov (P) = 2 atm = 2 x ^10⁶ Pa

Univerzalna plinska konstanta (R) = 8.314 J.mol e− ^1.K − ¹

Avogadrovo število (N _A ) = 6.02 x 10 ²³

Iščem : Katere so molekule kisikovih plinov v posodi (N)

Rešitev:

V 1 molu kisikovih plinov je 1.93 x 10²³ ^molekul kisika.

[irp]

4. Posoda, ki vsebuje neon (Ne, atomska masa = 20 u) pri standardni temperaturi in tlaku (STP ), ima prostornino 2 m3 ^. Določite maso neona!

Znano:

Atomska masa neona = 20 gramov/mol e = 0,02 kg/mol e

Standardna temperatura (T) = 0 ^° C = 273 Kelvinov

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

Prostornina (V) = 2 ^m³

Iščem : masa (m) neonskega plina

Rešitev:

Pri standardni temperaturi in tlaku (STP), 1 mole vseh plinov, vključujejo neonski plin, imeti glasnost 22.4 liters = 22.4 dm³ = 0.0448 m³.

V prostornini 2 m3 ^je 44.6 molov neonskega plina.

Relativna atomska masa neonskega plina je 20 gramov/mol.

To pomeni, da je v 1 molu 20 gramov ali 0.02 kg neonskega plina. Ker je v 1 molu 0.02 kg neonskega plina, potem je v 44.6 molu 44.6 molov x 0.02 kg/mol = 0.892 kg = 892 gramov neonskega plina.

Preberi več

1. Obravnavam pline, ki imajo na začetku tlak P in temperaturo T. Plin gre skozi izohorični proces , tako da končni tlak postane 4-krat večji od začetnega tlaka. Kakšna je končna temperatura plina?

Znano:

Začetni tlak (P1 ₎ = P

Končni tlak (P² ₎ = 2P

Začetna temperatura (T1 ₎ = T

Želena: Končna temperatura ( _T2 )

Rešitev:

Formula Gay-Lussacovega zakona :

Končna temperatura postane štirikrat višja od začetne temperature.

[irp]

2. V zaprti posodi imajo idealni plini na začetku temperaturo 27 ^° C. Če končni tlak postane 2-kratnik začetnega tlaka, kakšna je končna temperatura?

Znano:

Začetni tlak (P1 ₎ = P

Končni tlak (P² ₎ = 2P

Začetna temperatura (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 °F = 300 K

Želena: Končna temperatura ( _T2 )

Rešitev:

[irp]

3. Pnevmatika je napolnjena do manometerskega tlaka 2 atm pri 27 °C. Po vožnji se temperatura v pnevmatiki dvigne na 47 °C. Kolikšen je zdaj tlak v pnevmatiki?

Znano:

Atmosferski tlak = 1 atm = 1 x ^10⁶ Pa

Začetni manometer = 2 atm = 2 x ^10⁶ Pa

Začetni absolutni tlak (P1 ₎ = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x ¹⁰⁵ Pa

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

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

Želeno: Končna temperatura merilnika

Rešitev:

Končni manometer = končni absolutni tlak – atmosferski tlak

Končni manometer = 3.2 atm – 1 atm

Končni manometer = 2.2 atm

Preberi več

1. V zaprti posodi se plin razširi tako, da končni volumen postane 3-krat večji od začetnega volumna (V = začetni volumen, T = začetna temperatura ). Kakšna je končna temperatura?

Znano:

Začetni volumen (V1 ₎ = V

Končni volumen (V² ₎ = 3V

Začetna temperatura (T1 ₎ = T

Želena: Končna temperatura ( _T2 )

Rešitev:

Formula Charlesovega zakona :

Končna temperatura plinov postane trikrat višja od začetne temperature.

[irp]

2. Obravnavam pline, ki imajo na začetku volumen V in temperaturo T. Če plin podvrže izobaričnemu procesu , tako da temperatura postane 2-kratnik začetne temperature, potem je končni volumen plinov ...

Znano:

Začetni volumen (V1 ₎ = V

Začetna temperatura (T1 ₎ = T

Končna temperatura (T2 ₎ = 2T

Iščem: končni zvezek (V ₂ )

Rešitev:

Končni volumen plinov se dvakrat poveča začetno prostornino.

[irp]

3. V zaprti posodi imajo idealni plini na začetku prostornino 2 litra in temperaturo 27 ^° C. Če končna prostornina plinov postane 3 litre, je končna temperatura ...

Znano:

Začetna prostornina (V ₁ ) = 2 litra = 2 dm ³ = 2 x ^10⁻³ m ³

Končna prostornina (V2 ⁾ ₌ 3 litrov = 3 dm3 ⁼ 3 x ^10⁻³ m3

Začetna temperatura (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 °F = 300 K

Želena: Končna temperatura ( _T2 )

Rešitev:

Končna temperatura je 177 ^° C ali 177 + 273 = 450 Kelvinov.

Preberi več

1. Nekateri idealni plini imajo na začetku tlak P in prostornino V. Če plin podvrže izotermičnemu procesu , tako da končni tlak postane 4-krat večji od začetnega tlaka, potem je končna prostornina plina ...

Znano:

Začetni tlak (P1 ₎ = P

Končni tlak (P2 ₎ = 4P

Začetni volumen (V1 ₎ = V

Iščem: Končni zvezek (V ₂ )

Rešitev:

Formula Boyleovega zakona :

PV = konstanta

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

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

V = 4 _V²

V2 = V / 4 = ¼ _V

Končna prostornina plinov je ¼- krat večja od začetne prostornine.

[irp]

2. V zaprti posodi se plin razširi tako, da končni volumen postane 2-krat večji od začetnega volumna (V = začetni volumen, P = začetni tlak). Končni tlak plinov je…

Znano:

Začetni tlak (P1 ₎ = P

Začetni volumen (V1 ₎ = V

Končni volumen (V² ₎ = 2V

Želeni : Končni tlak ( _P2 )

Rešitev:

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

PV = P² ( _2V )

P = P² ( ₂ )

P2 = P / ₂ = ½ P

Tlak plina postane pol-kratnik začetnega tlaka.

[irp]

3. V zaprti posodi so plini s tlakom 2 atm in prostornino 1 liter. Če tlak plina postane 4 atm, potem prostornina plina postane ...

Znano:

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

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

Začetna prostornina (V ₁ ) = 1 liter = 1 dm ³ = 1 x ^10⁻³ m ³

Iščem : Končni zvezek (V ₂ )

Rešitev:

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

Preberi več

1. Trije kondenzatorji, C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 4 μF, C3 ₌ 4 μF, so vezani zaporedno in vzporedno . Določite kapacitivnost enega samega kondenzatorja, ki bo imel enak učinek kot kombinacija.

Znano:

Kondenzator C ₁ = 2 μF

Kondenzator _C2 = 4 μF

Kondenzator _C3 = 4 μF

Iščemo: Ekvivalentna kapacitivnost (C)

Rešitev:

Kondenzatorja C2 in C3 _sta vezana vzporedno. Ekvivalentna kapacitivnost _:

C _P = C ₂ + C ₃ = 4 + 4 = 8 μF

Kondenzatorja C1 in _Cp sta vezana zaporedno. Ekvivalentna kapacitivnost _:

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

C = 8/5 μF

[irp]

2. Pet kondenzatorjev, C ₁ = 2 μF, C ₂ = 4 μF, C ₃ = 6 μF, C ₄ = 5 μF, C ₅ = 10 μF, je vezanih zaporedno in vzporedno. Določite kapacitivnost enega samega kondenzatorja, ki bo imel enak učinek kot kombinacija.

Znano:

Kondenzator C₁ = 2 μF

Kondenzator _C² = 4 μF

Kondenzator _C² = 6 μF

Kondenzator _C² = 5 μF

Kondenzator _C² = 10 μF

Iščemo: Ekvivalentna kapacitivnost (C)

Rešitev:

Kondenzatorja C2 in C3 _sta vezana vzporedno. Ekvivalentna kapacitivnost _:

CP = _{C2 +} C3_​

CP = 4 + ₆

CP ₌ 10 μF​

Kondenzatorji C1 , _CP , C4 _in C5 _so vezani zaporedno. Ekvivalentna kapacitivnost _:

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

[irp]

3 C₁ = 3 μF, C₂ = 4 μF in C₃ = 3 μF, so vezani zaporedno in vzporedno. Določite električna energija o vezja.

Znano:

Kondenzator C₁ = 3 μF

Kondenzator _C² = 4 μF

Kondenzator _C3 = 3 μF​

Iščemo: Ekvivalentna kapacitivnost (C)

Rešitev:

Kondenzatorja C2 in C3 _sta vezana vzporedno. Ekvivalentna kapacitivnost _:

CP = _{C2 +} C3_​

CP = 4 ₊ 3

CP ₌ 7 μF​

Kondenzatorja C1 in C2P sta vezana zaporedno. Ekvivalentna _{kapacitivnost :}

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

Električna energija na tokokrogih:

E = ½ ^CV2

E = ½ ( 2.1 × ^10⁻⁶ )( ^12² )

E = ½ (2.1 × ^10⁻⁶ )(144)

E = (2.1 x 10⁻⁶ ⁾ (72)

E = 151.2 x ^10⁻⁴ Joula

E = 1.5 x ^10⁻⁴ Joula

Preberi več

1. Štirje kondenzatorji, C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 1 μF, C3 ₌ 3 μF, C4 ₌ 4 μF, so vezani zaporedno . Določite kapacitivnost enega samega kondenzatorja , ki bo imel enak učinek kot kombinacija.

Znano:

Kondenzator _C1 = 2 μF

Kondenzator _C2 = 1 μF

Kondenzator _C3 = 3 μF

Kondenzator _C3 = 4 μF

Iščemo: Ekvivalentna kapacitivnost

Rešitev:

Ekvivalentna kapacitivnost:

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

Ekvivalentna kapacitivnost celotne kombinacije je 0.48 μF.

[irp]

2. Določite naboj na kondenzatorju C1 _, če je potencialna razlika med P in Q 12 voltov…

Znano:

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

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

Potencialna razlika (V) = 12 voltov

Iščemo: naboj na kondenzatorju C1 ₍ Q1 ₎.

Rešitev:

Ekvivalentna kapacitivnost:

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

Električni naboj na ekvivalentnem kondenzatorju:

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

Q = 80 μC

Kondenzatorji so vezani zaporedno tako , da _je električni naboj na enakovrednih kondenzatorjih = električni naboj na kondenzatorju C1 = električni naboj na kondenzatorju C2_.

Električni naboj na kondenzatorju _C1 je 80 μC.

[irp]

3. Dva kondenzatorja, C1 ₌ 2 μF in C2 ₌ 4 μF, sta vezana zaporedno. Kondenzatorja sta napolnjena. Potencialna razlika na kondenzatorju C1 _je 2 V. Električni naboj na kondenzatorju C2 _je …

Znano:

Kondenzator C ₁ = 2 μF = 2 x 10 ^-6 F

Kondenzator C ₂ = 4 μF = 4 x 10 ^-6 F

Potencialna razlika na kondenzatorju C1 ₍ V1 ) = ₂ V

Iščemo : Električni naboj na kondenzatorju C2_.

Rešitev:

Električni naboj na kondenzatorju C1 _:

Q1 ₌ C1V1 = (2 x _{10⁻⁶ )} ⁽ 2 ) = 4 x ^10⁻⁶ C

Q1 = 4 μC_​

Kondenzatorji so vezani zaporedno tako, da je električni naboj na kondenzatorju _C1 = električni naboj na kondenzatorju C2_.

Naboj na _{kondenzatorju} C2 je 4 μC.

Preberi več

1. Štirje kondenzatorji , C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 1 μF, C3 ₌ 3 μF, C4 ₌ 4 μF, so vezani vzporedno. Določite kapacitivnost enega samega kondenzatorja, ki bo imel enak učinek kot kombinacija.

Znano:

Kondenzator C1 = 2 μF_​

Kondenzator C2 = 1 μF_​

Kondenzator C3 = 3 μF_​

Kondenzator C3 = 4 μF_​

Iščemo: Ekvivalentna kapacitivnost

Rešitev:

Ekvivalentna kapacitivnost:

C = _C1 + _C2 + _C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

Ekvivalentna kapacitivnost celotne kombinacije je 9 μF.

[irp]

2. Določite naboj na kondenzatorju C2 _, če je napetostna razlika med točkama A in B 9 voltov…

Znano:

Kondenzator C 1 = 20 μF = 20 x ₁₀ ^-6 F

Kondenzator C 2 = 30 μF = 30 x ₁₀ ^-6 F

Potencialna razlika med točkama A in B (V _AB ) = 9 voltov

Iščemo : naboj na kondenzatorju C² ( _Q² )_.

Rešitev:

Potencialna razlika:

Kondenzatorji so vzporedno vezani tako, da je potencialna razlika med A in B (V _AB ) = potencialna razlika na kondenzatorju C ₁ (V ₁ ) = potencialna razlika na kondenzatorju C ₂ (V ₂ ) = 9 voltov.

Električni naboj na kondenzatorju C2 _:

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

Q2 = 270 μC_​

Električni naboj na kondenzatorju C2 je 270 μC_.

[irp]

3. Trije kondenzatorji, C1 ₌ 4 μF, C2 ₌ 2 μF, C3 ₌ 3 μF, so vezani vzporedno. Kondenzatorji so napolnjeni. Potencialna razlika na kondenzatorju _C2 je 4 volti. Določite

(a) Električni naboj na kondenzatorjih _C1 , _C2 in _C3

(b) Električni naboj na ekvivalentnem kondenzatorju celotne kombinacije

Znano:

Kondenzator C ₁ = 4 μF = 4 x 10 ^-6 F

Kondenzator C2 = 2 _μF = 2 x ^10⁻⁶ F

Kondenzator C3 = 3 _μF = 3 x ^10⁻⁶ F

Potencialna razlika na kondenzatorju _C² ( V² ₎ = 4 volti

Iščemo : Električni naboj na kondenzatorju C3 ( _{Q3 )}

Rešitev:

(a) _Električni naboj na kondenzatorju C3

Potencialna razlika na kondenzatorju C3 _:

Kondenzatorji so vezani vzporedno, tako da je potencialna razlika na kondenzatorju C₃ (V₃) = potencialna razlika na kondenzatorju C₂ (V₂) = potencialna razlika na kondenzatorju C₁ (V₁) = potencialna razlika na ekvivalentnem kondenzatorju (V) = 4 volti

Električni naboj na kondenzatorju C1 _:

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

Q² = 16 μC_​

Električni naboj na kondenzatorju C2 _:

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

Q² = 8 μC_​

Električni naboj na kondenzatorju C3 _:

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

Q3 = 12 μC_​

(b) Električni naboj na ekvivalentnem kondenzatorju

Q = _Q1 + _Q2 + _Q3

Q = 16 μC + 8 μC + 12 μC = 36 μC

Alternativna rešitev:

Ekvivalentna kapacitivnost:

C = _C1 + _C2 + _C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

C = 9 x ^10⁻⁶ F

Potencialna razlika na ekvivalentnem kondenzatorju:

V1 ₌ V2 = V3 _{= V} = 4 volti

Električni naboj na ekvivalentnem kondenzatorju:

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

Q = 36 μC

Preberi več