Примери питања о кинетичкој теорији гасова

19 примера кинетичке теорије гасова

1. Идеалан гас у затвореној посуди у почетку има притисак P и запремину V. Ако се притисак гаса повећа 4 пута више од првобитног, а запремина гаса остане константна, однос почетне кинетичке енергије и коначне кинетичке енергије гаса је...
Пембахасан
познато је :
Почетни притисак (P₁) = П
Коначни притисак (P₂) = 4П
Почетна запремина (V₁) = В
Коначна запремина (V₂) = В
Питао Поређење почетне кинетичке енергије и коначне кинетичке енергије (EK)₁ ЕК₂)
Јаваб :
Однос између притиска (P), запремине (V) и кинетичке енергије (EK) идеалног гаса :
Поређење почетне кинетичке енергије и коначне кинетичке енергије :
2. Одредити просечну транслациону кинетичку енергију молекула гаса на температури од 57^oC!
Пембахасан
познато је :
Температура гаса (T) = 57^oC + 273 = 330 Келвина
Болцманова константа (k) = 1,38 x 10^{-КСНУМКС} Џул/Келвин
Питао Просечна транслациона кинетичка енергија
Јаваб :
Однос између кинетичка енергија и температура гаса :
Просечна транслациона кинетичка енергија :
3. Гас на температури од 27^oC се налази у затвореној посуди. Да би се његова кинетичка енергија повећала двоструко у односу на првобитну кинетичку енергију, гас се мора загрејати на температуру од...
Пембахасан
познато је :
Почетна температура (T₁) = КСНУМКС^oC + 273 = 300 K
Почетна кинетичка енергија = EK
Коначна кинетичка енергија = 4 EK
Питао Коначна температура (T₂)
Јаваб :
Коначна температура гаса је 600 К или 327^oC.

4. Идеалан гас се налази у затвореном простору. Идеални гас се загрева док се просечна брзина честица гаса не повећа на 3 пута већу брзину од почетне. Ако је почетна температура гаса 27^oC, онда је коначна температура идеалног гаса...
Пембахасан
познато је :
Почетна температура = 27^oC + 273 = 300 Келвина
Почетна брзина = v
Коначна брзина = 2v
Питао Коначна температура идеалног гаса
Јаваб :

Коначна просечна брзина = 2 x Почетна просечна брзина

5. Три мола гаса налазе се у просторији запремине 36 литара. Сваки молекул гаса има кинетичку енергију од 5 x 10^{-КСНУМКС} Џул. Универзална гасна константа = 8,315 Ј/мол·К и Болцманова константа = 1,38 x 10^{-КСНУМКС} Ј/К. Израчунај притисак гаса у просторији!
Пембахасан
познато је :
Број молова (n) = 3 mol
Запремина = 36 литара = 36 дм³ = 36 x 10^-3 m³
Болцманова константа (k) = 1,38 x 10^{-КСНУМКС} Ј/К
Кинетичка енергија (EK) = 5 x 10^{-КСНУМКС} Јоуле
Универзална гасна константа (R) = 8,315 J/mol·K
Питао притисак гаса (P)
Јаваб :
Израчунајте температуру (T) користећи формулу за кинетичку енергију гаса и температуру:

Израчунајте притисак гаса користећи формулу из закона идеалног гаса (у броју молова, n):

Притисак гаса је 1,67 x 10⁵ Паскал или 1,67 атмосфера.

6. У затвореном суду, запремина гаса се шири на 2 пута већу запремину од почетне (V_o = почетна запремина, P_o = почетни притисак) и температура гаса се повећава 4 пута више од првобитне. Притисак гаса постаје...
А. П_o
Б. 2 П_o
Ц. 4 П_o
Д. 6 П_o
И. 8 П_o
Пембахасан
Познато је да:
Почетна запремина гаса (V₁) = В_o
Коначна запремина гаса (V₂) = 2V_o
Почетна температура гаса (T₁) = Т
Коначна температура гаса (T₂) = 4Т
Почетни притисак гаса (P₁) = П_o
Питао/ла: Коначни притисак гаса (P₂)
Јаваб :

Тачан одговор је Б.

7. Одређена количина идеалног гаса пролази кроз изотермни процес, тако да притисак постаје 2 пута већи од првобитног притиска, а затим запремина постаје...
А. 4 пута оригинал
Б. 2 пута поново
C. ½ пута више од оригинала
D. ¼ пута више од оригинала
Е. још увек
Пембахасан
Изотермно = константна температура
Познато је да:
Почетна запремина гаса (V₁) = В
Почетни притисак гаса (P₁) = П
Коначни притисак гаса (P₂) = 2П
Питао/ла: Коначна запремина гаса (V₂)
Јаваб :
P₁ V₁ = П₂ V₂
ПВ = (2П) В₂
V = (2) V₂
V₂ = V / 2
V₂ = ½ В
Тачан одговор је Ц.

8. У затвореном суду, запремина гаса се шири на 2 пута већу запремину од почетне (V_o = почетна запремина, P_o = почетни притисак) и температура гаса се повећава 4 пута више од првобитне. Притисак гаса постаје...

А. П_o
Б. 2 П_o
Ц. 4 П_o
Д. 6 П_o
И. 8 П_o

Пембахасан
познато је :
Почетна запремина гаса (V₁) = В_o
Коначна запремина гаса (V₂) = 2V_o
Почетна температура гаса (T₁) = Т
Коначна температура гаса (T₂) = 4Т
Почетни притисак гаса (P₁) = П_o
Питао Коначни притисак гаса (P₂)
Јаваб :
Тачан одговор је Б.

9. Одређена количина идеалног гаса пролази кроз изотермни процес, тако да притисак постаје 2 пута већи од првобитног притиска, а затим запремина постаје...

А. 4 пута оригинал
Б. 2 пута поново
C. ½ пута више од оригинала
D. ¼ пута више од оригинала
Е. још увек

Пембахасан
Изотермно = константна температура
познато је :
Почетна запремина гаса (V₁) = В
Почетни притисак гаса (P₁) = П
Коначни притисак гаса (P₂) = 2П
Питао Коначна запремина гаса (V₂)
Јаваб :
P₁ V₁ = П₂ V₂
ПВ = (2П) В₂
V = (2) V₂
V₂ = V / 2
V₂ = ½ В
Тачан одговор је Ц.

10. Идеални притисак гаса у затвореном простору уз зид цеви формулисан је као:

П = ^2N/_3V EK

P = притисак (Pa)

N = број молекула гаса (честица)

V = запремина гаса

EK = просечна кинетичка енергија молекула (J).

Тачна изјава у вези са горњом формулацијом је…

А. Притисак гаса на зид зависи од броја молекула по јединици запремине.

Б. Кинетичка енергија гаса не зависи од притиска који молекули врше на зидове.

C. Запремина гаса у цилиндру се не мења ако се промени притисак гаса.

Д. Број молекула гаса се смањује, па ће се кинетичка енергија молекула повећати.

E. Запремина гаса се повећава, па се повећава и број молекула гаса.

Пембахасан

Комора је затворена тако да се, иако се притисак гаса мења, запремина гаса у цеви не мења.

Тачан одговор је Ц.

11. Притисак идеалног гаса у затвореном простору у односу на зидове цеви формулисан је као P = (2N / 3V) EK. P = притисак (Pa), N = број молекула (честица) гаса, а EK је просечна кинетичка енергија молекула (J). На основу ове једначине, тачна изјава је...

А. Притисак гаса на зид зависи од просечне кинетичке енергије молекула.

Б. Кинетичка енергија гаса зависи од притиска који молекули врше на зидове.

C. Температура гаса у цеви ће се променити ако се промени притисак гаса.

Д. Ако се број молекула гаса смањи, смањиће се и запремина кинетичке енергије молекула.

E. Ако се запремина гаса повећа, притисак гаса ће се смањити.

Пембахасан

Познато је да:

Формула за притисак: P = (2N / 3V) EK

P = притисак

N = број молекула гасних честица

V = запремина гаса

EK = просечна кинетичка енергија

P је директно пропорционално N и EK

P је обрнуто пропорционално V

N је директно пропорционално запремини

N је обрнуто пропорционално EK

Питао/ла: Тачна изјава

Јаваб :

А је погрешно јер на основу горње формуле, притисак гаса (P) зависи од кинетичке енергије, а не од просечне кинетичке енергије.

Б је погрешно јер притисак зависи од кинетичке енергије гаса, а не обрнуто.

C је погрешно јер на основу горње формуле, температура не зависи од притиска.

D је погрешно јер је N обрнуто пропорционално EK, што значи да ако је N велико, онда је EK велико.

Е је тачно јер је притисак (P) обрнуто пропорционалан запремини (V).

Тачан одговор је Е.

12. Ако се идеалан гас у посуди компримује (притиска), гас ће доживети…

А. Смањење брзине честица

Б. Снижење температуре

C. Повећање температуре

D. Додавање честица гаса

E. Смањење честица гаса

Пембахасан

Закон идеалног гаса (у моловима) :

ПВ = нРТ

Идеални гас (у броју молекула) :

ПВ = НкТ

Однос између кинетичке енергије и температуре гаса :

EK = 3/2 kT

Информације:

P = притисак, V = запремина, T = температура, n = број молова, N = број молекула, R = универзална гасна константа, k = Болцманова константа

На основу три горе наведене формуле, извлаче се следећи закључци:

– Ако се гас компримује, запремина (V) гаса се смањује.

– Ако се запремина (V) гаса смањи, притисак (P) гаса се повећава и температура (T) гаса се повећава.

– Просторија је затворена (V је константан) стога се број молова гаса (n) и број честица гаса (N) не мењају.

– Ако се температура (T) гаса повећа, кинетичка енергија (EK) гаса се повећава. Ако се кинетичка енергија гаса повећа, брзина кретања честица гаса се повећава (EK = ½ mv)², v = брзина).

Тачан одговор је Ц.

13. Количина идеалног гаса у затвореној цеви се загрева изохорски тако да се њена температура повећа четири пута више од почетне температуре. Просечна кинетичка енергија молекула идеалног гаса је….

A. ¼ пута више од оригинала

Б. ½ пута више од оригинала

Ц. Исто као и пре

Д. 2 пута поново

E. 4 пута оригинал

Пембахасан

Изохорно = константна запремина

Однос између просечне кинетичке енергије (EK) и температуре (T) гаса изражен је једначином испод:

EK = 3/2 kT

Опис: EK = кинетичка енергија, T = температура, 3/2 = константа, k = Болцманова константа.

На основу ове формуле, чини се да је кинетичка енергија директно пропорционална температури. Дакле, што је температура виша, то је кинетичка енергија већа. Ако се температура учетворостручи, кинетичка енергија ће се такође учетворостручити.

Тачан одговор је Е.

14. Идеалан гас са притиском P и запремином V у затвореном простору. Ако се притисак гаса у простору смањи на 1/4 своје првобитне вредности при константној запремини, онда је однос кинетичке енергије пре и после смањења притиска…

А. 1:4

Б. 1:2

Ц. 2:1

Д. 4:1

Е. 5:1

Пембахасан

познато је :

Почетна запремина = V

Коначна запремина = V

Почетни притисак гаса = P

Коначни притисак гаса = ¼ P

Питао поређење почетне кинетичке енергије и коначне кинетичке енергије (EK)₁ ЕК₂)

Јаваб :

Однос између притиска (P), запремине (V) и кинетичке енергије (EK) гаса:

Поређење почетне кинетичке енергије и коначне кинетичке енергије:

Тачан одговор је Д.

15. Температура идеалног гаса у цеви је формулисана као EK = 3/2 kT, где T представља апсолутну температуру, а EK = просечна кинетичка енергија молекула гаса. На основу горње једначине…

A. Што је температура гаса виша, то је његова кинетичка енергија мања.

Б. Што је температура гаса виша, честице гаса се спорије крећу.

C. Што је температура гаса виша, честице гаса се брже крећу.

D. Температура гаса је обрнуто пропорционална кинетичкој енергији гаса

E. Температура гаса не утиче на кретање честица гаса.

Пембахасан

На основу горње формуле, температура је директно пропорционална кинетичкој енергији. Што је температура виша, то је кинетичка енергија већа. Кинетичка енергија је пропорционална брзини кретања честица гаса (EK = ½ mv).², где је EK = кинетичка енергија, v = брзина). Што је кинетичка енергија већа, то се честице гаса брже крећу.

Тачан одговор је Ц.

7. Фактори који утичу на кинетичку енергију гаса у затвореном простору:

(1) притисак

(2) запремина

(3) температура

(4) врсте супстанци

Тачна изјава је….

А. (1) и (2)

Б. (1) и (3)

Ц. (1) и (4)

Само Д. (2)

Само Е. (3)

Пембахасан

Простор је затворен тако да је запремина гаса константна, запремина гаса не утиче на кинетичку енергију.

Тачан одговор је Б.

16. Обратите пажњу на следећу изјаву!

(1) Број честица гаса се повећава

(2) Број кртица је смањен

(3) Температура је повећана

(4) Повећана јачина звука

Фактори који могу повећати притисак гаса у затвореном простору означени су бројем…

Пембахасан

Једначина за притисак гаса у затвореном простору:

Информације:

P = притисак, N = број молекула гаса, m = маса, v = просечна брзина молекула, V = запремина посуде, n = број молова.

На основу горње једначине,

Ако се број честица гаса (N) повећа, притисак гаса (P) се повећа.

Ако се смањи број молова (n), онда се смањује и притисак гаса (P).

Ако се температура (Т) повећа, онда се повећава и притисак гаса (П).

Ако се запремина (V) повећа, притисак гаса (P) се смањи.

Дакле, фактори који могу повећати притисак гаса у затвореном простору су 1 и 3.

17. Аргонски гас се налази у затвореној просторији када се температура промени 2 пута већа од првобитне, тада се брзина кретања честица аргонског гаса промени... пута већа од првобитне.

Пембахасан

Познато је:

Почетна температура = T

Коначна температура = 2T

Почетна брзина = v

Питао/ла: Коначна брзина = ….v

Одговор:

Формула за везу између брзине, просечне кинетичке енергије и температуре гаса:

Информације:

v = брзина, k = Болцманова константа, T = температура, m = маса

Почетна брзина:

Претпоставимо да је k = 1, T = 1 и m = 1.

Ако је коначна температура = 2, онда је коначна брзина:

Коначна брзина = √2 пута већа од оригиналне.

18. Количина монатомског идеалног гаса у почетку има притисак од 120 kPa. Затим се гас загрева на константном притиску тако да се шири. Претпоставимо да је универзална гасна константа изражена као R J·mol^-1.K^-1Ако се у том процесу температура гаса повећа на 38,4/R Келвина и рад по kmol-у који гас обавља приликом ширења је 8,4 J, онда је почетна запремина гаса по kmol-у…

А. 210 кубика

Б. 225 кубика

C. 235 cc

Д. 240 цц

E. 250 cc

Пембахасан

Познато је:

Притисак (P) = 120 kPa = 120.000 Паскала

Универзална гасна константа = R

Температура (Т) = 38,4/Р

Рад (W) по киломолу = 8,4 џула

Питао/ла: Почетна запремина (V₁) по киломолу

Одговор:

Израчунајте коначну запремину (V₂):

ПВ₂ = n RT

120.000 (В₂) = R (38,4/R)

120.000 (В₂) = КСНУМКС

V₂ = 38,4 /120.000

V₂ = КСНУМКС

V₂ = 0,32 к 10^-3 m³/кмол

V₂ = 0,32 к 10^-3 к КСНУМКС⁶ cm³/кмол

V₂ = 0,32 к 10³ cm³/кмол

V₂ = 320 цм³/кмол

V₂ = 320 цц/кмол

Израчунајте почетну запремину (V₁):

W = P (V₂ - В₁)

8,4 = 120 к 10³ (0,32 к 10^-3 - В₁)

8,4 = 120 к 10³ к 0,32 к 10^-3 – (120 x 10³ V₁)

8,4 = 120 x 0,32 – (120 x 10³ V₁)

8,4 = 38,4 – (120 x 10³ V₁)

(120 к 10³ V₁) = 38,4 – 8,4

(120 к 10³ V₁) = КСНУМКС

V₁ = 30 / (120 x 10³)

V₁ = 0,25 к 10^-3 m³

V₁ = 0,25 к 10^-3 к КСНУМКС⁶ cm³

V₁ = 0,25 к 10³ cm³

V₁ = 250 цм³

V₁ = 250 цц

Тачан одговор је Е.

19. Аргон се може сматрати идеалним гасом. Гас у почетку има унутрашњу енергију E₁ и температура Т₁Гас врши рад W, ослобађајући енергију вредну Q, а коначно стање унутрашње енергије је E._f и температура Т_fВеличина промене енергије је приказана на горњој слици. Који је закључак овог процеса?

А. Гас подлеже изобарном и Т процесу_f < Т_i

Б. Гас пролази кроз адијабатски процес и Т_f < Т_i

C. Гас пролази кроз изохорни и Т процес_f < Т_i

D. Гас подлеже изотермном процесу и T_f = Т_i

Е. Гас пролази кроз изохорни и Т процес_f = Т_i

Пембахасан

На основу слике, почетна енергија (Е_i) и коначна енергија (E_f) се не мења, другим речима, промена унутрашња енергија вреди нула. Формула за промене унутрашње енергије: ΔU = 3/2 N k ΔT

На основу ове формуле, ако се промена унутрашња енергија нула (ΔU=0), онда је промена температуре такође нула (ΔT=0). Нулта промена температуре значи да се температура не мења. Ако се температура не мења, онда гас пролази кроз изотермни процес.

Тачан одговор је Д.

Извор питања:

Питања из физике за национални испит за средњу школу/стручну средњу школу