Физика

1. Бавим се гасовима у затвореној посуди који почетно имају запремину V и притисак P. Ако је коначни притисак 4P, а запремина се одржава константном, колики је однос почетне кинетичке енергије и коначне кинетичке енергије ??

Познато:

Почетни притисак (P1 ₎ = P

Коначни притисак (P² ₎ = 4P

Почетна запремина ( _V1 ) = V

Коначна запремина ( _V² ) = V

Тражи се: Однос почетне кинетичке енергије и коначне кинетичке енергије ( K _E1 : K E2 ₎

Решење:

Однос између притиска (P), запремине (V) и кинетичке енергије (KE) идеалних гасова :

Однос почетне кинетичке енергије и коначне кинетичке енергије:

[ирп]

2. Колика је просечна транслациона кинетичка енергија молекула у идеалном гасу на 57 ^o C.

Познато:

Температура гаса (T) = 57 ^° C + 273 = 330 Келвина

Болцманова константа (k) = 1.38 x ^10⁻²⁻³ Џул/Келвин

Тражи се: Просечна транслациона кинетичка енергија

Решење:

Однос између кинетичке енергије (KE) и температуре гаса (T):

Просечна транслациона кинетичка енергија:

[ирп]

3. Гас на 27 ^° C у затвореној посуди . Ако се кинетичка енергија гаса повећа 2 пута у односу на почетну кинетичку енергију, онда је коначна температура гаса…

Познато:

Почетна температура (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Почетна кинетичка енергија = KE

Коначна кинетичка енергија = 4 K E

Жељена: Коначна температура ( _T2 )

Решење:

[ирп]

4. Идеалан гас се налази у затвореној посуди и загрева се тако да се коначна просечна брзина честица гаса повећава 3 пута у односу на почетну просечну брзину. Ако је почетна температура гаса 27 ^° C, онда је коначна температура идеалног гаса…

Познато:

Почетна температура = 27 ^° C + 273 = 300 Келвина

Почетна брзина = v

Коначна брзина = 2v

Тражи се : Коначна температура идеалног гаса

Решење:

Коначна просечна брзина = 2 x почетна просечна брзина

[ирп]

5. Три мола гаса налазе се у простору запремине 36 литара. Сваки молекул гаса има кинетичку енергију од 5 x 10⁻²⁹ ^Џула . Универзална гасна константа = 8.315 J/mol·K и Болцманова константа = 1.38 x 10⁻²⁹ ^J /K. Колики је притисак гаса у посуди?

Познато:

Број молова (n) = 3 мола

Запремина = 36 литара = 36 дм³ ^{= 36} x ^10⁻³ м³

Болцманова константа (k) = 1.38 x ^10⁻²⁻¹ J/K

Кинетичка енергија (KE) = 5 x 10 ^–21 џула

Универзална гасна константа (R) = 8.315 J/mol·K

Жељени : Притисак гаса (P)

Решење:

Израчунајте температуру користећи једначину кинетичке енергије гаса.

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

PV = n RT

P (36 x 10⁻³ ⁾ = (3)(8.315)(241.5)

P (36 x 10⁻³ ⁾ = 6024.22

Притисак гаса је 1.67 x ^10⁶ Паскал или 1.67 атмосфера.

opširnije

1. Бавим се гасовима у затвореној посуди који почетно имају запремину V и температуру T. Коначна температура је 5/4T, а коначни притисак је 2P. Колика је коначна запремина гаса?

Познато:

Почетна запремина ( _V1 ) = V

Почетна температура (T1 ₎ = T

Коначна температура (T2 ₎ = 5/4 T

Почетни притисак (P1 ₎ = P

Коначни притисак (P² ₎ = 2P

Тражи се: Коначни том (V ₂ )

Решење:

[ирп]

2. Одредити запремину 2.00 мола гасова (идеални гас) при стандардној температури и притиску. Стандардна температура и притисак = Стандардна температура и притисак.

Познато:

Молови гаса (n) = 2 мола леда

Стандардна температура (T) = 0 ^° C = 0 + 273 = 273 Келвина

Стандардни притисак (P) = 1 атм = 1.013 x ^10⁶ Pa

Универзална гасна константа (Р) = 8.315 Јоуле/мол е .Келвин

Тражена запремина : Запремина гасова (V)

Решење:

Једначина идеалног гаса (у броју молова, n)

Запремина 2 мола гасова је 44.8 литара.

Запремина 1 мола гасова је 45.4 литра / 2 = 22.4 литра.

Запремина 1 мола било ког гаса је 22.4 литра.

[ирп]

3. 4 литра кисеоника има температуру од 27°C и притисак од 2 атм (1 атм = 10⁶ ^Па ) у затвореној посуди. Универзална гасна константа (R) = 8.314 J⁻¹⁵⁻¹ · ^K⁻¹ и Авогадров број ( NA ₎ ⁼ 6.02 x ^10²⁻¹ молекула/mol⁻¹⁵ . Који су молекули кисеоника у посуди?

Познато:

Запремина гасова (V) = 4 литра = 4 дм³ ^{= 4} x ^10⁻³ м³

Температура гасова (T) = 27 ^° C = 27 + 273 = 300 Келвина

Притисак гасова (P) = 2 atm = 2 x ^10⁶ Pa

Универзална гасна константа (R) = 8.314 J·mol e ⁻¹ ·K ⁻¹

Авогадров број (N _A ) = 6.02 x 10 ²³

Тражи се : Који су молекули кисеоника у посуди (N)

Решење:

У 1 молу кисеоничних гасова налази се 1.93 x 10²³ ^{молекула} кисеоника.

[ирп]

4. Посуда која садржи неонски гас (Ne, атомска маса = 20 u) на стандардној температури и притиску (STP ) има запремину од 2 m³ ^. Одредити масу неонског гаса!

Познато:

Атомска маса неона = 20 грама/мол е = 0,02 кг/мол е

Стандардна температура (T) = 0 ^° C = 273 Келвина

Стандардни притисак (P) = 1 атм = 1.013 x ^10⁶ Паскал

Запремина (V) = 2 ^м³

Тражи се : маса (м) неонског гаса

Решење:

На стандардној температури и притиску (STP), 1 mole било којих гасова, укључују неонски гас, имају јачину звука КСНУМКС литарs = 22.4 дм³ = 0.0448 м³.

У запремини од 2 м³ ^налази се 44.6 молова неонског гаса.

Релативна атомска маса неонског гаса је 20 грама/мол.

То значи да у 1 молу има 20 грама или 0.02 кг неонског гаса. Пошто у 1 молу има 0.02 кг неонског гаса, онда у 44.6 мола има 44.6 мола x 0.02 кг/мол = 0.892 кг = 892 грама неонског гаса.

opširnije

1. Гасови који почетно имају притисак P и температуру T. Гас пролази кроз изохорни процес тако да коначни притисак постаје 4 пута већи од почетног притиска. Колика је коначна температура гаса?

Познато:

Почетни притисак (P1 ₎ = P

Коначни притисак (P² ₎ = 2P

Почетна температура (T1 ₎ = T

Жељена: Коначна температура ( _T2 )

Решење:

Формула Геј-Лисаковог закона :

Коначна температура постаје 4 пута већа од почетне температуре.

[ирп]

2. У затвореној посуди, идеални гасови почетно имају температуру од 27 ^o C. Ако коначни притисак постане 2 пута већи од почетног притиска, колика је коначна температура?

Познато:

Почетни притисак (P1 ₎ = P

Коначни притисак (P² ₎ = 2P

Почетна температура (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Жељена: Коначна температура ( _T2 )

Решење:

[ирп]

3. Гума је напуњена до манометријског притиска од 2 атм на 27°C. Након вожње, температура унутар гуме расте на 47°C. Колики је сада притисак унутар гуме?

Познато:

Атмосферски притисак = 1 атм = 1 x ^10⁶ Па

Почетни манометрички притисак = 2 атм = 2 x ^10⁶ Па

Почетни апсолутни притисак (P1 ₎ = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x ¹⁰⁵ Pa

Почетна температура (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Коначна температура (T1 ₎ = 47 ^° C + 273°C = 320°C

Жељена: Коначна температура мерача

Решење:

Коначни манометрички притисак = коначни апсолутни притисак – атмосферски притисак

Коначни манометрички притисак = 3.2 атм – 1 атм

Коначни манометрички притисак = 2.2 атм

opširnije

1. У затвореној посуди, гас се шири тако да коначна запремина постане 3 пута већа од почетне запремине (V = почетна запремина, T = почетна температура ). Колика је коначна температура?

Познато:

Почетна запремина ( _V1 ) = V

Коначна запремина (V² ₎ = 3V

Почетна температура (T1 ₎ = T

Жељена: Коначна температура ( _T2 )

Решење:

Формула Чарлсовог закона :

Коначна температура гасова постаје 3 пута већа од почетне температуре.

[ирп]

2. Бавим се гасовима који почетно имају запремину V и температуру T. Ако гас прође кроз изобарни процес тако да температура постане 2 пута већа од почетне температуре, онда је коначна запремина гасова…

Познато:

Почетна запремина ( _V1 ) = V

Почетна температура (T1 ₎ = T

Коначна температура (T2 ₎ = 2T

Тражи се: коначна књига (V ₂ )

Решење:

Коначна запремина гасова постаје 2 пута већа од почетне запремине.

[ирп]

3. У затвореној посуди, идеални гасови почетно имају запремину од 2 литра и температуру од 27 ^° C. Ако коначна запремина гасова постане 3 литра, онда је коначна температура…

Познато:

Почетна запремина (V1 ⁾ ₌ 2 литра = 2 дм3 ⁼ 2 x ^10⁻³ м3

Коначна запремина (V² ⁾ ₌ 3 литра = 3 дм³ ⁼ 3 x ^10⁻³ м³

Почетна температура (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Жељена: Коначна температура ( _T2 )

Решење:

Коначна температура је 177 ^° C или 177 + 273 = 450 Келвина.

opširnije

1. Неки идеални гасови почетно имају притисак P и запремину V. Ако гас прође кроз изотермни процес тако да коначни притисак постане 4 пута већи од почетног притиска, онда је коначна запремина гаса…

Познато:

Почетни притисак (P1 ₎ = P

Коначни притисак (P² ₎ = 4P

Почетна запремина ( _V1 ) = V

Тражи се: Коначни том (V ₂ )

Решење:

Формула Бојловог закона :

PV = константа

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

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

V = 4 V ₂

V² = V / 4 = ¼ _V

Коначна запремина гасова је ¼ пута већа од почетне запремине.

[ирп]

2. У затвореној посуди, гас се шири тако да коначна запремина постаје 2 пута већа од почетне запремине (V = почетна запремина, P = почетни притисак). Коначни притисак гасова је…

Познато:

Почетни притисак (P1 ₎ = P

Почетна запремина ( _V1 ) = V

Коначна запремина (V² ₎ = 2V

Жељени : Коначни притисак ( _P2 )

Решење:

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

ПВ = П2 ( _2В )

P = P² ( ₂ )

P2 = P / ₂ = ½ P

Притисак гаса постаје ½ пута већи од почетног притиска.

[ирп]

3. У затвореној посуди, гасови имају притисак од 2 атм и запремину од 1 литра. Ако притисак гаса постане 4 атм, онда запремина гаса постаје...

Познато:

Почетни притисак (P1 ₎ = 2 atm = 2 x ¹⁰⁵ Pa

Коначни притисак (P² ₎ = 4 atm = 4 x ^10⁶ Pa

Почетна запремина (V ₁ ) = 1 литар = 1 dm ³ = 1 x 10 ^-3 m ³

Тражи се : Коначна књига (V ₂ )

Решење:

P1V1 = _P2V2​​_​​_​

( 2 x 10⁶ ⁾ ₍ 1 x ^10⁻³ ) = (4 x ^10⁶ ) 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 litara _s⁻¹

opširnije

1. Три кондензатора, C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 4 μF, C3 ₌ 4 μF, повезана су серијски и паралелно . Одредити капацитет једног кондензатора који ће имати исти ефекат као комбинација.

Познато:

Кондензатор C ₁ = 2 μF

Кондензатор _C³ = 4 μF

Кондензатор _C³ = 4 μF

Тражи се: Еквивалентна капацитивност (C)

Решење:

Кондензатори C2 _и C3 су повезани паралелно. Еквивалентна капацитивност _:

Ц _П = Ц ₂ + Ц ₃ = 4 + 4 = 8 μ Ф

Кондензатори C1 и _Cp су повезани серијски. Еквивалентна капацитивност _:

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

C = 8/5 μF

[ирп]

2. Пет кондензатора, C ₁ = 2 μF, C ₂ = 4 μF, C ₃ = 6 μF, C ₄ = 5 μF, C ₅ = 10 μF, повезано је серијски и паралелно. Одредити капацитет једног кондензатора који ће имати исти ефекат као комбинација.

Познато:

Кондензатор Ц₁ = КСНУМКС μF

Кондензатор _C² = 4 μF

Кондензатор _C² = 6 μF

Кондензатор _C² = 5 μF

Кондензатор _C² = 10 μF

Тражи се: Еквивалентна капацитивност (C)

Решење:

Кондензатори C2 _и C3 су повезани паралелно. Еквивалентна капацитивност _:

CP = _{C2 +} C3_​

КП = 4 + ₆

CP ₌ 10 μF​

Кондензатори C1 , _{CP ,} C4 и C5 _су повезани серијски. Еквивалентна капацитивност _:

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

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

[ирп]

КСНУМКС. Ц₁ = КСНУМКС μF, Ц₂ = КСНУМКС μФ и C₃ = КСНУМКС μF, су повезани серијски и паралелно. Одредите електрична енергија на кола.

Познато:

Кондензатор Ц₁ = 3 μF

Кондензатор _C² = 4 μF

Кондензатор _C³ = 3 μF​

Тражи се: Еквивалентна капацитивност (C)

Решење:

Кондензатори C2 _и C3 су повезани паралелно. Еквивалентна капацитивност _:

CP = _{C2 +} C3_​

КП = 4 ₊ 3

CP ₌ 7 μF​

Кондензатори C1 и CP су повезани серијски. Еквивалентна _{капацитивност :}

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

Електрична енергија на струјним колима:

E = ½ ^CV2

E = ½ ( 2.1 x ^10⁻⁶ )( ^12² )

E = ½ (2.1 x ^10⁻⁶ )(144)

Е = (2.1 x 10⁻⁶ ⁾ (72)

E = 151.2 x ^10⁻⁶ Џул

E = 1.5 x ^10⁻⁶ Џул

opširnije

1. Четири кондензатора, C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 1 μF, C3 ₌ 3 μF, C4 ₌ 4 μF, су повезана серијски . Одредити капацитет једног кондензатора који ће имати исти ефекат као комбинација.

Познато:

Кондензатор _C³ = 2 μF

Кондензатор _C³ = 1 μF

Кондензатор _C³ = 3 μF

Кондензатор _C³ = 4 μF

Тражи се: Еквивалентна капацитивност

Решење:

Еквивалентни капацитет:

1/C = 1/C ₁ + 1/C ₂ + 1/C ₃ + 1/C ₄

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

Ц = 0.48

Еквивалентни капацитет целе комбинације је 0.48 μF.

[ирп]

2. Одредите наелектрисање кондензатора C1 _ако је потенцијална разлика између P и Q 12 волти…

Познато:

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

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

Потенцијална разлика (V) = 12 волти

Тражи се: наелектрисање на кондензатору _C1 ( _Q1 )

Решење:

Еквивалентни капацитет:

_{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

Електрично наелектрисање на еквивалентном кондензатору:

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

Q = 80 μC

Кондензатори су повезани серијски тако да _је електрично наелектрисање на еквивалентним кондензаторима = електрично наелектрисање на кондензатору C1 = електрично наелектрисање на кондензатору C2_.

Електрично наелектрисање на кондензатору _C1 је 80 μC.

[ирп]

3. Два кондензатора, C ₁ = 2 μF и C ₂ = 4 μF, су повезана серијски. Кондензатори су наелектрисани. Разлика потенцијала на кондензатору C ₁ је 2 волта. Електрично наелектрисање на кондензатору C ₂ је…

Познато:

Ц апацитор Ц 1 = 2 _μ Ф = 2 к 10 ^-6 Ф

Ц апацитор Ц 2 = 4 _μ Ф = 4 к 10 ^-6 Ф

Разлика потенцијала на кондензатору _C1 ( V1 ₎ = 2 волта

Тражи се : Електрично наелектрисање на кондензатору C2_.

Решење:

Електрично наелектрисање на кондензатору C1 _:

Q1 = C1 _{V1 =} (2 x ^10⁻⁶ ) ₍ 2) = 4 x ^10⁻⁶ C

Q1 = 4 μC_​

Кондензатори су повезани серијски тако да је електрично наелектрисање на кондензатору _C1 = електрично наелектрисање на кондензатору C2_.

Наелектрисање на кондензатору C2 је 4 μC_.

opširnije

1. Четири кондензатора , C1 ₌ 2 μF, C2 ₌ 1 μF, C3 ₌ 3 μF, C4 ₌ 4 μF, су повезана паралелно. Одредити капацитет једног кондензатора који ће имати исти ефекат као комбинација.

Познато:

Кондензатор C³ = 2 μF_​

Кондензатор C³ = 1 μF_​

Кондензатор C³ = 3 μF_​

Кондензатор C³ = 4 μF_​

Тражи се: Еквивалентна капацитивност

Решење:

Еквивалентни капацитет:

C = _C1 + _C2 + _C3

Ц = 4 μФ + 2 μФ + 3 μФ = 9 μФ

Еквивалентни капацитет целе комбинације је 9 μF.

[ирп]

2. Одредите наелектрисање кондензатора C2 ако је потенцијална разлика _{између тачака} A и B 9 волти…

Познато:

Ц апацитор Ц 1 = 20 μ Ф = 20 к ₁₀ ^-6 Ф

Ц апацитор Ц 2 = 30 μ Ф = 30 к ₁₀ ^-6 Ф

Потенцијална разлика између тачака А и Б (V _AB ) = 9 волти

Тражи се : наелектрисање на кондензатору C² ( _{Q² )}

Решење:

Потенцијална разлика:

Кондензатори су повезани паралелно тако да је потенцијална разлика између А и Б (V _AB ) = потенцијална разлика на кондензатору C ₁ (V ₁ ) = потенцијална разлика на кондензатору C ₂ (V ₂ ) = 9 волти.

Електрично наелектрисање на кондензатору C2 _:

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

Q2 = 270 μC_​

Електрично наелектрисање на _{кондензатору} C2 је 27 0 μ C.

[ирп]

3. Три кондензатора, C ₁ = 4 μF, C ₂ = 2 μF, C ₃ = 3 μF, су повезана паралелно. Кондензатори су напуњени. Разлика потенцијала на кондензатору C ₂ је 4 волта. Одредити

(а) Електрично наелектрисање на кондензаторима _C1 , _C2 и _C3

(б) Електрично наелектрисање на еквивалентном кондензатору целе комбинације

Познато:

Ц апацитор Ц 1 = 4 _μ Ф = 4 к 10 ^-6 Ф

C кондензатор C³ ₌ 2 μF = 2 x ^10⁻⁶ F

C кондензатор C³ ₌ 3 μF = 3 x ^10⁻⁶ F

Разлика потенцијала на кондензатору _C² ( V² ₎ = 4 волта

Тражи се : Електрично наелектрисање на кондензатору C³ ( _{Q³ )}

Решење:

(а) Електрично наелектрисање на _{кондензатору} C3

Разлика потенцијала на кондензатору C3 _:

Кондензатори су повезани паралелно тако да је потенцијална разлика на кондензатору C₃ (V₃) = разлика потенцијала на кондензатору C₂ (V₂) = разлика потенцијала на кондензатору C₁ (V₁) = разлика потенцијала на еквивалентном кондензатору (V) = 4 Volti

Електрично наелектрисање на кондензатору C1 _:

Q³ ₌ C³ _V³ = (1 x ^10⁻⁶ ) ₍ 4) = 16 x ^10⁻⁶ C

Q² = 16 μC_​

Електрично наелектрисање на кондензатору C2 _:

Q³ ₌ C³ _V³ = (2 x ^10⁻⁶ ) ₍ 4) = 8 x ^10⁻⁶ C

Q² = 8 μC_​

Електрично наелектрисање на кондензатору C3 _:

Q³ ₌ C³ _V³ = (3 x ^10⁻⁶ ) ₍ 4) = 12 x ^10⁻⁶ C

Q3 = 12 μC_​

(б) Електрично наелектрисање на еквивалентном кондензатору

Q = _Q1 + _Q2 + _Q3

К = 16 μ Ц + 8 μ Ц + 12 μ Ц = 36 μ Ц

Алтернативно решење:

Еквивалентни капацитет:

C = _C1 + _C2 + _C3

Ц = 4 μФ + 2 μФ + 3 μФ = 9 μФ

C = 9 x ^10⁻⁶ F

Разлика потенцијала на еквивалентном кондензатору:

V1 ₌ V2 = V3 ₌ V = 4 _волта

Електрично наелектрисање на еквивалентном кондензатору:

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

Q = 36 μC

opširnije