ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับกฎของก๊าซอุดมคติ

18 ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับกฎของแก๊สอุดมคติ

1. ก๊าซอุดมคติในอวกาศเริ่มต้นมีปริมาตร V และอุณหภูมิ T ถ้าก๊าซถูกทำให้ร้อนจนอุณหภูมิเปลี่ยนเป็น 5/4 ของ T และความดันเปลี่ยนเป็น 2P ปริมาตรของก๊าซจะเปลี่ยนไปเป็น...

การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
ปริมาตรเริ่มต้น (V)₁) = วี
อุณหภูมิเริ่มต้น (T)₁) = T
อุณหภูมิสุดท้าย (T)₂) = 5/4 T
ความดันเริ่มต้น (P₁) = P
แรงดันสุดท้าย (P₂) = 2P
ถาม : ปริมาณสุดท้าย (V₂)
จาวาบ :
ปริมาตรของแก๊สเปลี่ยนแปลงไปเป็น 5/8 เท่าของปริมาตรเริ่มต้น

2. ปริมาตรของแก๊ส 2 โมล ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน (STP) คือ…

การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
จำนวนโมลของแก๊ส (n) = 2 โมล
อุณหภูมิมาตรฐาน (T) = 0 ^oC = 0 + 273 = 273 เคลวิน
ความดันมาตรฐาน (P) = 1 atm = 1,013 x 10⁵ ปาสคาล
ค่าคงที่ของแก๊สสากล (R) = 8,315 จูล/โมล.เคลวิน
ถาม ปริมาตรแก๊ส (V)
จาวาบ :
กฎของก๊าซอุดมคติ (ในหน่วยจำนวนโมล, n)
ปริมาตรของก๊าซ 2 โมล เท่ากับ 44,8 ลิตร
ปริมาตรของแก๊ส 1 โมล คือ 45,4 ลิตร / 2 = 22,4 ลิตร
ดังนั้นปริมาตรของก๊าซ 1 โมล ไม่ว่าจะเป็นออกซิเจน ฮีเลียม อาร์กอน หรือก๊าซอื่นๆ จะเท่ากับ 22,4 ลิตร

3. ก๊าซออกซิเจน 4 ลิตร ที่อุณหภูมิ 27°C และความดัน 2 atm (1 atm = 10⁵ มีแก๊ส (Pa) อยู่ในภาชนะ ถ้าค่าคงที่ของแก๊สสากล R = 8,314 J.mol^-1.K^-1 และเลขอะโวกาโด N_A 6,02 10 X²³ ถ้าจำนวนโมเลกุลของออกซิเจนในภาชนะเป็นเท่าใด จำนวนโมเลกุลของออกซิเจนในภาชนะนั้นก็คือ...
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
ปริมาตรแก๊ส (V) = 4 ลิตร = 4 dm³³ = 4x10^-3 m³
อุณหภูมิของแก๊ส (T) = 27^oC = 27 + 273 = 300 เคลวิน
ความดันแก๊ส (P) = 2 atm = 2 x 10⁵ ปาสคาล
ค่าคงที่ของแก๊สสากล (R) = 8,314 J.mol^-1.K^-1
เลขอะโวกาโด (N)_A) = 6,02 x 10²³
ถาม จำนวนโมเลกุลของก๊าซออกซิเจนในภาชนะ (N)
จาวาบ :
ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์ :
กฎของก๊าซอุดมคติ (ในจำนวนโมเลกุล, N)
ในก๊าซออกซิเจน 1 โมล จะมีอะตอมอยู่ 1,93 x 10 อะตอม²³ โมเลกุลออกซิเจน

4. ภาชนะบรรจุก๊าซนีออน (Ne, มวลอะตอม = 20 u) ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน (STP) มีปริมาตร 2 m³³จงหาค่ามวลของก๊าซนีออน!
เป็นที่รู้จัก :
มวลอะตอมของนีออน = 20 กรัม/โมล = 0,02 กิโลกรัม/โมล
อุณหภูมิมาตรฐาน (T) = 0^oC = 273 เคลวิน
ความดันมาตรฐาน (P) = 1 atm = 1,013 x 10⁵ ปาสคาล
ปริมาตร (V) = 2 ม.³
ถาม : มวล (ม.) ของก๊าซนีออน
จาวาบ :
ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน (STP) ก๊าซใดๆ 1 โมล รวมทั้งก๊าซนีออน จะมีปริมาตร 22,4 ลิตร = 22,4 ลูกบาศก์เดซิเมตร³ = 0,0448 นาที³ดังนั้น ในปริมาตร 2 ลูกบาศก์เมตร³ ก๊าซนีออนมีกี่โมล?
ในปริมาตร 2 ม.³ มีก๊าซนีออนอยู่ 44,6 โมล
มวลอะตอมสัมพัทธ์ของก๊าซนีออนคือ 20 กรัม/โมล หมายความว่า 1 โมลประกอบด้วยก๊าซนีออน 20 กรัม หรือ 0,02 กิโลกรัม เนื่องจาก 1 โมลประกอบด้วยก๊าซนีออน 0,02 กิโลกรัม ดังนั้น 44,6 โมลจึงประกอบด้วยก๊าซนีออน (44,6 โมล)(0,02 กิโลกรัม/โมล) = 0,892 กิโลกรัม = 892 กรัม

5. ข้อสอบระดับชาติ SMA/MA ปี 2017 ชุดที่ 22

ก๊าซอุดมคติถูกบรรจุในภาชนะปิด และปริมาตรของก๊าซลดลงครึ่งหนึ่งโดยที่อุณหภูมิคงที่ ความดันของก๊าซในขณะนี้คือ…

ก. 4 เท่าของต้นฉบับ

ข. อีก 2 ครั้ง

ค. ครั้งที่ 1 อีกครั้ง

ง. 1/2 เท่าของของเดิม

E. 1/4 ของของเดิม

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

ปริมาตรเริ่มต้น = V

ปริมาตรสุดท้าย = 1/2 V

ความดันเริ่มต้น = P

อุณหภูมิคงที่

ถาม:แรงกดดันสุดท้าย

คำตอบ :

P ₁ V ₁ / T ₁ = P ₂ V ₂ / T ₂ —–> อุณหภูมิ (T) คงที่

P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂

P V = P ₂ (1/2 V)

P = P ₂ (1/2)

2P = P ₂

ความดันของแก๊สเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

6. ข้อสอบวิชาฟิสิกส์ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (SMA/MA) ปีการศึกษา 2015/2016 ข้อที่ 21

โปรดให้ความสนใจกับข้อความด้านล่างนี้!

(1) อนุภาคแต่ละตัวจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งเสมอ

(2) อนุภาคก๊าซกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วห้อง

(3) ขนาดของอนุภาคก๊าซสามารถละเลยได้เมื่อเทียบกับขนาดของภาชนะ

(4) การชนกันของอนุภาคก๊าซทุกครั้งที่เกิดขึ้นเป็นการชนแบบยืดหยุ่นสมบูรณ์

(5) แรงดึงดูดระหว่างอนุภาคจะถูกนำมาพิจารณา

ข้อความที่สอดคล้องกับคุณสมบัติของก๊าซในอุดมคติคือ…

ก. (1) และ (3) เท่านั้น

B. (2) และ (4) เท่านั้น

C. (1), (2) และ (3) เท่านั้น

ง. (2), (3) และ (4)

E. (3), (4) และ (5)

การอภิปราย

ข้อความที่ถูกต้องคือ 1, 2, 3, 4

7. ข้อสอบวิชาฟิสิกส์ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (SMA/MA) ปีการศึกษา 2015/2016 ข้อที่ 21

ด้านล่างนี้คือข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับแก๊ส:

(1) อนุภาคของสสารเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่แบบสุ่ม

(2) การชนกันที่เกิดขึ้นระหว่างอนุภาคทำให้อนุภาคสูญเสียพลังงานไปเล็กน้อย

(3) อนุภาคก๊าซกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งห้อง

(4) กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันใช้ได้เฉพาะกับอนุภาคก๊าซอะตอมเดี่ยวเท่านั้น

(5) ช่วงเวลาที่จำเป็นสำหรับการชนกันระหว่างอนุภาคนั้นสั้นมาก

จากข้อความเหล่านี้ คุณสมบัติของก๊าซในอุดมคติได้แก่...

ก. (1), (2), (5)

B. (1), (3), (5)

C. (2), (3), (4)

ง. (2), (4), (5)

E. (3), (4), (5)

การอภิปราย

ข้อความที่ถูกต้องคือ 1, 3, 5

คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

8. ข้อสอบวิชาฟิสิกส์ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (SMA/MA) ปีการศึกษา 2015/2016 ข้อที่ 21

(1) ก๊าซประกอบด้วยอนุภาคที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ

(2) การชนกันของอนุภาคกับผนังเป็นการชนแบบยืดหยุ่นสมบูรณ์

(3) ช่วงเวลาระหว่างการชนกันของอนุภาคสั้นมาก

(4) ปริมาตรของแก๊สมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับภาชนะที่บรรจุอยู่

(5) กฎของนิวตันใช้ไม่ได้กับโมเลกุลเพราะขนาดของโมเลกุลนั้นเล็กมาก

ประโยคที่ถูกต้องคือ…

ก. (1), (2) และ (3)

B. (1), (2) และ (4)

C. (1), (3) และ (5)

ง. (2), (3) และ (5)

E. (3, (4) และ (5)

การอภิปราย

ข้อความที่ถูกต้องคือ 1, 2, 3

คำตอบที่ถูกต้องคือ A.

9. ข้อสอบวิชาฟิสิกส์ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (SMA/MA) ปีการศึกษา 2015/2016 ข้อที่ 22

ก๊าซอุดมคติเริ่มต้นมีปริมาตร V ที่อุณหภูมิ T และความดัน P ถ้าก๊าซถูกทำให้ร้อนขึ้นจนอุณหภูมิกลายเป็น 3/2 T และความดันกลายเป็น 4/3 P ปริมาตรของก๊าซจะกลายเป็น...

ก. 9/8 โวลต์

บี. 9/5 วี

ซี. 5/3 โวลต์

ง. 4/3 ว.

อี. 3/2 วี

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า :

ปริมาตรเริ่มต้น (V ₁ ) = V

อุณหภูมิเริ่มต้น (T ₁ ) = T

ความดันเริ่มต้น (P ₁ ) = P

อุณหภูมิสุดท้าย (T ₂ ) = 3/2 T

ความดันสุดท้าย (P ₂ ) = 4/3 P

คำถาม : ปริมาตรสุดท้าย (V ₂ )

คำตอบ :

คำตอบที่ถูกต้องคือ A.

10. ข้อสอบวิชาฟิสิกส์ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (SMA/MA) ปีการศึกษา 2015/2016 ข้อที่ 22

ก๊าซอุดมคติมีปริมาตร V₁ _ที่อุณหภูมิ T₁ _และความดัน P₁ _จากนั้นถูกทำให้ร้อนขึ้นจนปริมาตรของก๊าซกลายเป็น 4/3 ของ V₁ _และความดันกลายเป็น 5/2 ของ P₁ _{อัตราส่วน}ของอุณหภูมิของก๊าซในตอนท้ายต่ออุณหภูมิเริ่มต้นคือ…

ก. 10 : 5

B. 10 : 3

C. 5 : 10

ง. 3 : 10

E. 1 : 8

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า :

ปริมาตรเริ่มต้น = V ₁

อุณหภูมิเริ่มต้น = T ₁

ความดันเริ่มต้น = P ₁

ปริมาตรสุดท้าย = 4/3 V ₁

แรงดันสุดท้าย = 5/2 P ₁

คำถาม : การเปรียบเทียบอุณหภูมิสุดท้ายกับอุณหภูมิเริ่มต้น

คำตอบ :

คำนวณอุณหภูมิสุดท้าย:

คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

11. ก๊าซอาร์กอนปริมาตร 3 ลิตร ที่อุณหภูมิ 27°C และความดัน 1 atm (1 atm = 10⁵ ^Pa ) บรรจุอยู่ในหลอดทดลอง ถ้าค่าคงที่ของก๊าซทั่วไป R = 8,314 J.mol⁻¹.K⁻¹ ^และจำนวนอนุภาคในก๊าซ 1 โมล เท่ากับ 6,02 x 10²³ อนุภาค^{แล้วจำนวน}อนุภาคของก๊าซอาร์กอนในหลอดทดลองนั้นคือ…..

ก. 0,83 x ^10²³อนุภาค

B. 0,72 x 10 ²³อนุภาค

ค. 0,42 x ^10²³อนุภาค

ง. 0,22 x ^10²³อนุภาค

E. 0,12 x 10 ²³อนุภาค

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า :

^{ปริมาตร}แก๊ส = 3 ลิตร = 3 dm³ ⁼ 3 x ^10⁻³ m³

อุณหภูมิของแก๊ส = 27 ^° C + 273 = 300 K

ความดันแก๊ส = 1 บรรยากาศ = 10⁵ ^ปาสคาล

ค่าคงที่ของแก๊สสากล (R) = 8,314 J.mol ⁻¹ .K ⁻¹

เลขอะโวกาโด (NA ₎ = 6,02 x ^10²³โมเลกุล/โมล

คำถาม : มีอนุภาคก๊าซอาร์กอนกี่อนุภาคอยู่ในหลอด?

คำตอบ :

12. ก๊าซอุดมคติอยู่ในภาชนะปิดที่มีความดัน P ปริมาตร V และอุณหภูมิ T ถ้า ณ จุดหนึ่ง อุณหภูมิเปลี่ยนเป็น 2T และปริมาตรเปลี่ยนเป็น 3/2 V อัตราส่วนของความดันเริ่มต้น (P₁ ) _ต่อความดันสุดท้าย (P₂ ₎หลังจาก V และ T เปลี่ยนไปคือ…

ก. 1 : 3

B. 1 : 2

C. 2 : 3

ง. 3 : 4

E. 4 : 3

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

ความดันเริ่มต้น (P ₁ ) = P

ปริมาตรเริ่มต้น (V ₁ ) = V

ปริมาตรสุดท้าย (V ₂ ) = 3/2 V

อุณหภูมิเริ่มต้น (T ₁ ) = T

อุณหภูมิสุดท้าย (T ₂ ) = 2T

ต้องการ:การเปรียบเทียบความดันเริ่มต้น (P ₁ ) และความดันสุดท้าย (P ₂ )

คำตอบ :

การเปรียบเทียบแรงดันเริ่มต้นและแรงดันสุดท้าย:

P ₁ : P ₂

P : 4P/3

1 : 4/3

3 (1) : (3) 4/3

3: 4

คำตอบที่ถูกต้องคือ D.

13. ก๊าซออกซิเจนมีปริมาตร V อุณหภูมิ T และความดัน P บรรจุอยู่ในกระบอกสูบที่ปิดด้วยวาล์ว เมื่อกดวาล์ว ปริมาตรของออกซิเจนจะลดลงเหลือ 3/4 ของ V และอุณหภูมิจะลดลงเหลือ 3/2 ของ T ดังนั้น อัตราส่วนระหว่างความดันเริ่มต้นและความดันสุดท้ายของก๊าซคือ…

A. P ₁ : P ₂ = 1 : 2

B. P ₁ : P ₂ = 2 : 3

C. P ₁ : P ₂ = 3 : 2

D. P ₁ : P ₂ = 3 : 4

E. P ₁ : P ₂ = 4 : 3

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

ความดันเริ่มต้น (P ₁ ) = P

ปริมาตรเริ่มต้น (V ₁ ) = V

ปริมาตรสุดท้าย (V ₂ ) = 3/4 V

อุณหภูมิเริ่มต้น (T ₁ ) = T

อุณหภูมิสุดท้าย (T ₂ ) = 3/2 T

ต้องการ:การเปรียบเทียบความดันเริ่มต้น (P ₁ ) และความดันสุดท้าย (P ₂ )

คำตอบ :

การเปรียบเทียบแรงดันเริ่มต้นและแรงดันสุดท้าย:

P ₁ : P ₂

พี : 2พี

1: 2

คำตอบที่ถูกต้องคือ A.

14. ดูแผนภูมิแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่น ( ρ) และปริมาตร (V) ของก๊าซต่างๆ ด้านล่างนี้!

ก๊าซสองชนิดที่มีมวลเท่ากันคือ…

การอภิปราย

สูตรความหนาแน่น:

ความหนาแน่น ( ρ ) = มวล (m) / ปริมาตร (V)

มวล (m) = ความหนาแน่น ( ρ) x ปริมาตร (V)

1) m = (0,8)(2) = 1,6 กก.

2) m = (0,8)(4) = 3,2 กก.

3) m = (0,4)(4) = 1,6 กก.

4) m = (0,4)(5) = 2 กก.

5) m = (0,8)(5) = 4 กก.

ก๊าซคู่หนึ่งที่มีมวลเท่ากันคือ 1 และ 3

15. ก๊าซอุดมคติอยู่ในภาชนะปิดที่มีความดัน P ปริมาตร V และอุณหภูมิ T ถ้า ณ จุดหนึ่ง อุณหภูมิเปลี่ยนเป็น 2T และปริมาตรเปลี่ยนเป็น 3/2 V อัตราส่วนของความดันเริ่มต้น (P₁ ₎ต่อความดันสุดท้าย (P₂ ₎หลังจาก V และ T เปลี่ยนไปคือ…

ก. 1 : 3
B. 1 : 2
C. 2 : 3
ง. 3 : 4
E. 4 : 3

การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ความดันเริ่มต้น (P₁) = P
ปริมาตรเริ่มต้น (V)₁) = วี
ปริมาตรสุดท้าย (V₂) = 3/2 V
อุณหภูมิเริ่มต้น (T)₁) = T
อุณหภูมิสุดท้าย (T)₂) = 2T
ถาม: การเปรียบเทียบความดันเริ่มต้น (P)₁) และความดันสุดท้าย (P₂)

คำตอบ :

การเปรียบเทียบแรงดันเริ่มต้นและแรงดันสุดท้าย:
P₁ : ป₂
P : 4P/3
1 : 4/3
3 (1) : (3) 4/3
3: 4
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.

16. ก๊าซออกซิเจนมีปริมาตร V อุณหภูมิ T และความดัน P บรรจุอยู่ในกระบอกสูบที่ปิดด้วยวาล์ว เมื่อกดวาล์ว ปริมาตรของออกซิเจนจะลดลงเหลือ 3/4 ของ V และอุณหภูมิจะลดลงเหลือ 3/2 ของ T ดังนั้น อัตราส่วนระหว่างความดันเริ่มต้นและความดันสุดท้ายของก๊าซคือ…

เอ.พี₁ : ป₂ = 1 : 2
บี.พี₁ : ป₂ = 2 : 3
ซี.พี₁ : ป₂ = 3 : 2
ดี.พี.₁ : ป₂ = 3 : 4
อี.พี₁ : ป₂ = 4 : 3

การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ความดันเริ่มต้น (P₁) = P
ปริมาตรเริ่มต้น (V)₁) = วี
ปริมาตรสุดท้าย (V₂) = 3/4 V
อุณหภูมิเริ่มต้น (T)₁) = T
อุณหภูมิสุดท้าย (T)₂) = 3/2 T
ถาม: การเปรียบเทียบความดันเริ่มต้น (P)₁) และความดันสุดท้าย (P₂)
คำตอบ :

การเปรียบเทียบแรงดันเริ่มต้นและแรงดันสุดท้าย:
P₁ : ป₂
พี : 2พี
1: 2
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.

17. ก๊าซออกซิเจน 2 ลิตร (O₂)₂อุณหภูมิ 30 ^oC ที่ความดัน 1 atm (1 atm = 10⁵ มีก๊าซ (Pa) อยู่ในหลอดทดลอง ถ้าค่าคงที่ของก๊าซสากล R = 8,314 J mol^-1 K^-1 และจำนวนโมเลกุลในก๊าซ 1 โมล คือ 6,02 x 10²³ โมเลกุล จากนั้นจำนวนโมเลกุลของก๊าซออกซิเจน (O)₂) ในหลอดนั้นมี…
ก. 0,8 x 10²³ โมเลกุล
ข. 0,7 x 10²³ โมเลกุล
ค. 0,5 x 10²³ โมเลกุล
ง. 0,2 x 10²³ โมเลกุล
E. 0,1 x 10²³ โมเลกุล
การอภิปราย :
เป็นที่รู้จัก :
โว₂ = 2 ลิตร = 2 dm³³ = 2x10^-3 m³
T = 30 + 273 = 303 K
P_ATM = 10⁵ ปา = 10⁵ N / m²
N_A = 6,02x10²³ โมเลกุล/โมล (เลขอะโวกาโด)
R = 8,314 จูล/โมล^-1 K^-1
k = R/N_A = 8,314/6,02 x 10²³ = 1,38x10^-23 เจ/เค
มวลโมเลกุลของ O₂ = 32 กรัม/โมล = 32 กิโลกรัม/โมล
ถาม :
จำนวนโมเลกุลของก๊าซออกซิเจน (O)₂)
จาวาบ :
PV = NkT
คำอธิบาย: P = ความดัน, V = ปริมาตร, N = จำนวนโมเลกุล, k = ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์
(10⁵ N / m²)(2 x 10^-3 m³) = N(1,38 x 10^-23 J/K)(303 K)
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

18. ปริมาตรของก๊าซออกซิเจน 2 กรัม O₂ (Mr = 32) ในสภาวะปกติ (T = 0) ^oC และ P = 1 atm) คือ…. R = 8,314 J/mol K, 1 atm = 10⁵ ปา) คือ…
ก. 1,4 ม.³
ข. 2,0 ม.³
ค. 2,3 ม.³
ด. 2,5 ม.³
3,0 ม. ตะวันออก³
การอภิปราย :
เป็นที่รู้จัก :
มวล โอ₂ = 2 กรัม
มวลโมเลกุล (Mr) O₂ = 32 กรัม/โมล
T = 0 + 273 = 273 K
P=10⁵ N / m²
R = 8.314 J/mol K
ถาม :
ปริมาณ ?
จาวาบ :

ที่มาของคำถาม:

ข้อสอบวิชาฟิสิกส์ระดับชาติ สำหรับนักเรียนมัธยมปลาย/อาชีวศึกษา