19 ตัวอย่างของทฤษฎีจลน์ของแก๊ส
1. ก๊าซอุดมคติในภาชนะปิดมีแรงดัน P และปริมาตร V ในตอนเริ่มต้น ถ้าแรงดันของก๊าซเพิ่มขึ้นเป็น 4 เท่าของแรงดันเดิม และปริมาตรของก๊าซคงที่ อัตราส่วนของพลังงานจลน์เริ่มต้นและพลังงานจลน์สุดท้ายของก๊าซจะเป็นเท่าใด...
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
ความดันเริ่มต้น (P1) = P
แรงดันสุดท้าย (P2) = 4P
ปริมาตรเริ่มต้น (V)1) = วี
ปริมาตรสุดท้าย (V2) = วี
ถาม : การเปรียบเทียบพลังงานจลน์เริ่มต้นและพลังงานจลน์สุดท้าย (EK)1 : อีเค2)
จาวาบ :
ความสัมพันธ์ระหว่างความดัน (P) ปริมาตร (V) และพลังงานจลน์ (EK) ของก๊าซอุดมคติ :
การเปรียบเทียบพลังงานจลน์เริ่มต้นและพลังงานจลน์สุดท้าย :
2. จงหาพลังงานจลน์เฉลี่ยของการเคลื่อนที่เชิงเส้นของโมเลกุลแก๊สที่อุณหภูมิ 57 องศาเซลเซียสoC!
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
อุณหภูมิของแก๊ส (T) = 57oC + 273 = 330 เคลวิน
ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์ (k) = 1,38 x 10-23 จูล/เคลวิน
ถาม พลังงานจลน์เฉลี่ยของการเคลื่อนที่เชิงเส้น
จาวาบ :
ความสัมพันธ์ระหว่าง พลังงานจลน์และอุณหภูมิของแก๊ส :
พลังงานจลน์การเคลื่อนที่เฉลี่ย :
3. ก๊าซที่มีอุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียสoก๊าซ C อยู่ในภาชนะปิด เพื่อเพิ่มพลังงานจลน์ของก๊าซให้เป็นสองเท่าของพลังงานจลน์เดิม ก๊าซจะต้องถูกทำให้ร้อนขึ้นจนถึงอุณหภูมิ...
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
อุณหภูมิเริ่มต้น (T)1) = 27oC + 273 = 300 K
พลังงานจลน์เริ่มต้น = EK
พลังงานจลน์สุดท้าย = 4 EK
ถาม อุณหภูมิสุดท้าย (T)2)
จาวาบ :
อุณหภูมิสุดท้ายของแก๊สคือ 600 เคลวิน หรือ 327 องศาเซลเซียสoC.
4. ก๊าซอุดมคติอยู่ในพื้นที่ปิด ก๊าซอุดมคติถูกทำให้ร้อนจนความเร็วเฉลี่ยของอนุภาคก๊าซเพิ่มขึ้นเป็น 3 เท่าของความเร็วเริ่มต้น ถ้าอุณหภูมิเริ่มต้นของก๊าซคือ 27°Coถ้า C แล้ว อุณหภูมิสุดท้ายของก๊าซอุดมคติคือ...
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
อุณหภูมิเริ่มต้น = 27oC + 273 = 300 เคลวิน
ความเร็วเริ่มต้น = v
ความเร็วสุดท้าย = 2v
ถาม อุณหภูมิสุดท้ายของก๊าซอุดมคติ
จาวาบ :
ความเร็วเฉลี่ยสุดท้าย = 2 x ความเร็วเฉลี่ยเริ่มต้น
5. ก๊าซ 3 โมลอยู่ในห้องที่มีปริมาตร 36 ลิตร โมเลกุลของก๊าซแต่ละโมเลกุลมีพลังงานจลน์ 5 x 10⁻¹⁰-21 ค่าคงที่ของแก๊สสากล = 8,315 J/mol.K และค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์ = 1,38 x 10⁻¹² จูล-23 J/K จงคำนวณความดันแก๊สในห้อง!
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
จำนวนโมล (n) = 3 โมล
ปริมาตร = 36 ลิตร = 36 ลูกบาศก์เดซิเมตร3 = 36 x 10-3 m3
ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์ (k) = 1,38 x 10-23 เจ/เค
พลังงานจลน์ (EK) = 5 x 10-21 จูล
ค่าคงที่ของแก๊สสากล (R) = 8,315 J/mol.K
ถาม : ความดันแก๊ส (P)
จาวาบ :
คำนวณอุณหภูมิ (T) โดยใช้สูตรพลังงานจลน์ของแก๊สและอุณหภูมิ:
คำนวณความดันของแก๊สโดยใช้สูตรกฎของแก๊สอุดมคติ (ในหน่วยจำนวนโมล, n):
ความดันของแก๊สคือ 1,67 x 10⁵ ปาสคาล หรือ 1,67 บรรยากาศ
6. ในภาชนะปิด ปริมาตรของแก๊สจะขยายตัวเป็น 2 เท่าของปริมาตรเริ่มต้น (V₀)o = ปริมาตรเริ่มต้น, Po = ความดันเริ่มต้น) และอุณหภูมิของแก๊สเพิ่มขึ้นเป็น 4 เท่าของความดันเริ่มต้น ความดันของแก๊สจะกลายเป็น...
เอ.พีo
บี. 2 พีo
ค. 4 พีo
ง. 6 พ.o
อี. 8 พีo
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ปริมาตรเริ่มต้นของแก๊ส (V)1) = วีo
ปริมาตรก๊าซสุดท้าย (V)2) = 2Vo
อุณหภูมิเริ่มต้นของแก๊ส (T)1) = T
อุณหภูมิสุดท้ายของแก๊ส (T)2) = 4T
ความดันก๊าซเริ่มต้น (P)1) = Po
ถาม: ความดันก๊าซสุดท้าย (P)2)
คำตอบ :
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.
7. ก๊าซอุดมคติปริมาณหนึ่ง undergoes กระบวนการอุณหภูมิคงที่ ส่งผลให้ความดันเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่าของความดันเดิม จากนั้นปริมาตรจะกลายเป็น...
ก. 4 เท่าของต้นฉบับ
ข. อีก 2 ครั้ง
ค. ครึ่งหนึ่งของของเดิม
ง. ¼ เท่าของของเดิม
อี. ยังคงอยู่
การอภิปราย
ไอโซเทอร์มิก = อุณหภูมิคงที่
เป็นที่ทราบกันว่า:
ปริมาตรเริ่มต้นของแก๊ส (V)1) = วี
ความดันก๊าซเริ่มต้น (P)1) = P
ความดันก๊าซสุดท้าย (P)2) = 2P
ถาม: ปริมาตรก๊าซสุดท้าย (V)2)
คำตอบ :
P1 V1 = P2 V2
PV = (2P) V2
V = (2) V2
V2 = V / 2
V2 = ½ โวลต์
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
8. ในภาชนะปิด ปริมาตรของแก๊สขยายตัวเป็น 2 เท่าของปริมาตรเริ่มต้น (V o = ปริมาตรเริ่มต้น, P o = ความดันเริ่มต้น) และอุณหภูมิของแก๊สสูงขึ้นเป็น 4 เท่าของอุณหภูมิเดิม ความดันของแก๊สจะกลายเป็น…
เอ.พีo
บี. 2 พีo
ค. 4 พีo
ง. 6 พ.o
อี. 8 พีo
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
ปริมาตรเริ่มต้นของแก๊ส (V)1) = วีo
ปริมาตรก๊าซสุดท้าย (V)2) = 2Vo
อุณหภูมิเริ่มต้นของแก๊ส (T)1) = T
อุณหภูมิสุดท้ายของแก๊ส (T)2) = 4T
ความดันก๊าซเริ่มต้น (P)1) = Po
ถาม : แรงดันแก๊สสุดท้าย (P)2)
จาวาบ :
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.
9. ก๊าซอุดมคติปริมาณหนึ่ง undergoes กระบวนการอุณหภูมิคงที่ ส่งผลให้ความดันเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่าของความดันเดิม จากนั้นปริมาตรจะกลายเป็น...
ก. 4 เท่าของต้นฉบับ
ข. อีก 2 ครั้ง
ค. ครึ่งหนึ่งของของเดิม
ง. ¼ เท่าของของเดิม
อี. ยังคงอยู่
การอภิปราย
ไอโซเทอร์มิก = อุณหภูมิคงที่
เป็นที่รู้จัก :
ปริมาตรเริ่มต้นของแก๊ส (V)1) = วี
ความดันก๊าซเริ่มต้น (P)1) = P
ความดันก๊าซสุดท้าย (P)2) = 2P
ถาม ปริมาตรสุดท้ายของก๊าซ (V)2)
จาวาบ :
P1 V1 = P2 V2
PV = (2P) V2
V = (2) V2
V2 = V / 2
V2 = ½ โวลต์
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
10.ความดันของก๊าซอุดมคติในพื้นที่ปิดที่กระทำต่อผนังของหลอด สามารถเขียนได้ดังนี้:
P = 2N / 3V EK
P = ความดัน (Pa)
N = จำนวนโมเลกุล (อนุภาค) ของแก๊ส
V = ปริมาตรของแก๊ส
EK = พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุล (จูล)
ข้อความที่ถูกต้องเกี่ยวกับสูตรข้างต้นคือ…
A. ความดันของแก๊สที่กระทำต่อผนังขึ้นอยู่กับจำนวนโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตร
B. พลังงานจลน์ของแก๊สไม่ขึ้นอยู่กับความดันที่โมเลกุลกระทำต่อผนัง
ค. ปริมาตรของแก๊สในถังจะไม่เปลี่ยนแปลงหากความดันของแก๊สเปลี่ยนแปลง
D. จำนวนโมเลกุลของแก๊สลดลง ดังนั้นพลังงานจลน์ของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น
E. เมื่อปริมาตรของแก๊สเพิ่มขึ้น จำนวนโมเลกุลของแก๊สก็จะเพิ่มขึ้นด้วย
การอภิปราย
ห้องดังกล่าวถูกปิดสนิท ดังนั้นแม้ความดันของแก๊สจะเปลี่ยนแปลง แต่ปริมาตรของแก๊สในท่อจะไม่เปลี่ยนแปลง
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
11. ความดันของก๊าซอุดมคติในพื้นที่ปิดที่ผนังหลอดสามารถกำหนดได้เป็น P = (2N / 3V) EK โดยที่ P คือความดัน (Pa), N คือจำนวนโมเลกุล (อนุภาค) ของก๊าซ และ EK คือพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุล (J) จากสมการนี้ ข้อความที่ถูกต้องคือ...
A. ความดันของแก๊สที่กระทำต่อผนังขึ้นอยู่กับพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุล
B. พลังงานจลน์ของแก๊สขึ้นอยู่กับความดันที่โมเลกุลกระทำต่อผนัง
ค. อุณหภูมิของแก๊สในหลอดจะเปลี่ยนแปลงหากความดันของแก๊สเปลี่ยนแปลง
D. ถ้าจำนวนโมเลกุลของแก๊สลดลง ปริมาตรของพลังงานจลน์ของโมเลกุลก็จะลดลงด้วย
E. ถ้าปริมาตรของแก๊สเพิ่มขึ้น ความดันของแก๊สจะลดลง
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
สูตรความดัน: P = (2N / 3V) EK
P = ความดัน
N = จำนวนโมเลกุลของอนุภาคแก๊ส
V = ปริมาตรของแก๊ส
EK = พลังงานจลน์เฉลี่ย
P เป็นสัดส่วนโดยตรงกับ N และ EK
P แปรผกผันกับ V
N เป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาตร
N แปรผกผันกับ EK
คำถาม:ข้อความใดถูกต้อง?
คำตอบ :
ข้อ A ผิด เพราะจากสูตรข้างต้น ความดันของแก๊ส (P) ขึ้นอยู่กับพลังงานจลน์ ไม่ใช่พลังงานจลน์เฉลี่ย
ข้อ B ผิด เพราะความดันขึ้นอยู่กับพลังงานจลน์ของแก๊ส ไม่ใช่ในทางกลับกัน
ข้อ C ผิด เพราะจากสูตรข้างต้น อุณหภูมิไม่ขึ้นอยู่กับความดัน
ตัวเลือก D ผิด เพราะ N เป็นสัดส่วนผกผันกับ EK ซึ่งหมายความว่าถ้า N มีค่ามาก EK ก็จะมีค่ามากเช่นกัน
ข้อ E ถูกต้อง เพราะความดัน (P) แปรผกผันกับปริมาตร (V)
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.
12.ถ้าก๊าซอุดมคติในภาชนะถูกอัด (เพิ่มแรงดัน) ก๊าซนั้นจะเกิดการเปลี่ยนแปลงอะไรบ้าง…
ก. ความเร็วของอนุภาคลดลง
ข. อุณหภูมิลดลง
ค. อุณหภูมิเพิ่มขึ้น
ง. การเติมอนุภาคก๊าซ
E. การลดอนุภาคก๊าซ
การอภิปราย
กฎของแก๊สอุดมคติ (ในหน่วยโมล) :
PV = NRT
กฎของแก๊สอุดมคติ (ในจำนวนโมเลกุล) :
PV = NkT
ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์และอุณหภูมิของแก๊ส :
EK = 3/2 kT
ข้อสังเกต:
P = ความดัน, V = ปริมาตร, T = อุณหภูมิ, n = จำนวนโมล, N = จำนวนโมเลกุล, R = ค่าคงที่ของแก๊สสากล, k = ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์
จากสูตรทั้งสามข้างต้น สามารถสรุปได้ดังนี้:
– หากแก๊สถูกอัด ปริมาตร (V) ของแก๊สจะลดลง
– ถ้าปริมาตร (V) ของแก๊สลดลง ความดัน (P) ของแก๊สจะเพิ่มขึ้น และอุณหภูมิ (T) ของแก๊สจะเพิ่มขึ้น
– ห้องปิด (V คงที่) ดังนั้นจำนวนโมลของแก๊ส (n) และจำนวนอนุภาคของแก๊ส (N) จึงไม่เปลี่ยนแปลง
– ถ้าอุณหภูมิ (T) ของแก๊สเพิ่มขึ้น พลังงานจลน์ (EK) ของแก๊สก็จะเพิ่มขึ้นด้วย และถ้าพลังงานจลน์ของแก๊สเพิ่มขึ้น ความเร็วของอนุภาคแก๊สก็จะเพิ่มขึ้น (EK = ½ mv² , v = ความเร็ว)
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
13. ก๊าซอุดมคติปริมาณหนึ่งใน หลอดปิดถูกให้ความร้อนแบบปริมาตรคงที่จนอุณหภูมิสูงขึ้นเป็นสี่เท่าของอุณหภูมิเดิม พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลก๊าซอุดมคติคือ…
ก. ¼ เท่าของของเดิม
ข. ครึ่งหนึ่งของของเดิม
ค. เหมือนเดิม
ง. 2 ครั้งอีกครั้ง
อี. 4 เท่าของต้นฉบับ
การอภิปราย
ไอโซโคริก = ปริมาตรคงที่
ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์เฉลี่ย (EK) และอุณหภูมิ (T) ของแก๊สแสดงได้ด้วยสมการด้านล่างนี้:
EK = 3/2 kT
คำอธิบาย: EK = พลังงานจลน์, T = อุณหภูมิ, 3/2 = ค่าคงที่, k = ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์
จากสูตรนี้ ดูเหมือนว่าพลังงานจลน์จะแปรผันตรงกับอุณหภูมิ ดังนั้น ยิ่งอุณหภูมิสูง พลังงานจลน์ก็จะยิ่งมากขึ้น ถ้าอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็นสี่เท่า พลังงานจลน์ก็จะเพิ่มขึ้นเป็นสี่เท่าเช่นกัน
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.
14. ก๊าซอุดมคติที่มีความดัน P และปริมาตร V ในพื้นที่ปิด ถ้าความดัน ของก๊าซในพื้นที่นั้นลดลงเหลือ 1/4 ของความดันเดิมโดยที่ปริมาตรคงที่ อัตราส่วนของพลังงานจลน์ก่อนและหลังการลดความดันคือ…
ก. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 2 : 1
ง. 4 : 1
E. 5 : 1
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า :
ปริมาตรเริ่มต้น = V
ปริมาตรสุดท้าย = V
ความดันเริ่มต้นของแก๊ส = P
ความดันสุดท้ายของแก๊ส = ¼ P
คำถาม : การเปรียบเทียบพลังงานจลน์เริ่มต้นและพลังงานจลน์สุดท้าย (EK 1 : EK 2 )
คำตอบ :
ความสัมพันธ์ระหว่างความดัน (P) ปริมาตร (V) และพลังงานจลน์ (EK) ของแก๊ส:
การเปรียบเทียบพลังงานจลน์เริ่มต้นและพลังงานจลน์สุดท้าย:
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.
15. อุณหภูมิของก๊าซอุดมคติในหลอดสามารถกำหนดได้ด้วยสูตร EK = 3/2 kT โดยที่ T แทนอุณหภูมิสัมบูรณ์ และ EK = พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลก๊าซ จากสมการข้างต้น…
ก. ยิ่งอุณหภูมิของแก๊สสูงขึ้น พลังงานจลน์ของแก๊สก็จะยิ่งน้อยลง
B. ยิ่งอุณหภูมิของแก๊สสูงขึ้น อนุภาคของแก๊สก็จะเคลื่อนที่ช้าลง
ค. ยิ่งอุณหภูมิของแก๊สสูงขึ้น อนุภาคของแก๊สก็จะเคลื่อนที่เร็วขึ้น
D. อุณหภูมิของแก๊สแปรผกผันกับพลังงานจลน์ของแก๊ส
E. อุณหภูมิของแก๊สไม่มีผลต่อการเคลื่อนที่ของอนุภาคแก๊ส
การอภิปราย
จากสูตรข้างต้น อุณหภูมิแปรผันตรงกับพลังงานจลน์ ยิ่งอุณหภูมิสูง พลังงานจลน์ก็ยิ่งมาก พลังงานจลน์แปรผันตรงกับความเร็วของการเคลื่อนที่ของอนุภาคแก๊ส (EK = ½ mv² โดยที่ EK = พลังงานจลน์, v = ความเร็ว) ยิ่งพลังงานจลน์มาก การเคลื่อนที่ของอนุภาคแก๊สก็ยิ่งเร็วขึ้น
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.
7. ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อ พลังงานจลน์ของแก๊สในพื้นที่ปิด:
(1) ความดัน
(2) ปริมาตร
(3) อุณหภูมิ
(4) ประเภทของสาร
ประโยคที่ถูกต้องคือ….
ก. (1) และ (2)
B. (1) และ (3)
C. (1) และ (4)
ง. (2) เท่านั้น
E. (3) เท่านั้น
การอภิปราย
เนื่องจากเป็นพื้นที่ปิด ปริมาตรของแก๊สจึงคงที่ ปริมาตรของแก๊สจึงไม่มีผลต่อพลังงานจลน์
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.
16. โปรดใส่ใจกับข้อความต่อไปนี้!
(1) จำนวนอนุภาคก๊าซเพิ่มขึ้น
(2) จำนวนโมลลดลง
(3) อุณหภูมิเพิ่มขึ้น
(4) ปริมาณเพิ่มขึ้น
ปัจจัยที่สามารถเพิ่มความดันก๊าซในพื้นที่ปิดแสดงด้วยตัวเลข...
การอภิปราย
สมการสำหรับความดันของแก๊สในพื้นที่ปิด:
คีเตรังกัน:
P = ความดัน, N = จำนวนโมเลกุลของแก๊ส, m = มวล, v = ความเร็วเฉลี่ยของโมเลกุล, V = ปริมาตรของภาชนะ, n = จำนวนโมล
จากสมการข้างต้น
ถ้าจำนวนอนุภาคแก๊ส (N) เพิ่มขึ้น ความดันแก๊ส (P) ก็จะเพิ่มขึ้นด้วย
ถ้าจำนวนโมล (n) ลดลง ความดันของแก๊ส (P) ก็จะลดลงด้วย
ถ้าอุณหภูมิ (T) เพิ่มขึ้น ความดันของแก๊ส (P) ก็จะเพิ่มขึ้นด้วย
ถ้าปริมาตร (V) เพิ่มขึ้น ความดันของแก๊ส (P) จะลดลง
ดังนั้นปัจจัยที่สามารถเพิ่มความดันก๊าซในพื้นที่ปิดได้แก่ ข้อ 1 และ ข้อ 3
17. ก๊าซอาร์กอนอยู่ในห้องปิด เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปเป็นสองเท่าของอุณหภูมิเดิม ความเร็วในการเคลื่อนที่ของอนุภาคก๊าซอาร์กอนจะเปลี่ยนไปเป็น... เท่าของความเร็วเดิม
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันดีว่า:
อุณหภูมิเริ่มต้น = T
อุณหภูมิสุดท้าย = 2T
ความเร็วเริ่มต้น = v
คำถาม:ความเร็วสุดท้าย = ….v
คำตอบ:
สูตรแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็ว พลังงานจลน์เฉลี่ย และอุณหภูมิของแก๊ส:
คีเตรังกัน:
v = ความเร็ว, k = ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์, T = อุณหภูมิ, m = มวล
ความเร็วเริ่มต้น:
สมมติว่า k = 1, T = 1 และ m = 1
ถ้าอุณหภูมิสุดท้ายเท่ากับ 2 แล้วความเร็วสุดท้ายจะเป็น:
ความเร็วสุดท้าย = √2 เท่าของความเร็วเดิม
18. ก๊าซโมโนอะตอมในอุดมคติปริมาณหนึ่งมีแรงดันเริ่มต้น 120 kPa จากนั้นก๊าซถูกทำให้ร้อนที่แรงดันคงที่จนเกิดการขยายตัว สมมติว่าค่าคงที่ของก๊าซสากลแสดงในรูป R J.mol⁻¹.K⁻¹ ถ้าใน กระบวนการนี้อุณหภูมิของก๊าซเพิ่มขึ้นเป็น 38,4/R เค ลวิน และงานต่อกิโลโมลที่ก๊าซทำเพื่อการขยายตัวคือ 8,4 J ดังนั้นปริมาตรเริ่มต้นของก๊าซต่อกิโลโมลคือ...
ก. 210 ซีซี
บี. 225 ซีซี
ซี. 235 ซีซี
ง. 240 ซีซี
อี. 250 ซีซี
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันดีว่า:
ความดัน (P) = 120 กิโลปาสคาล = 120.000 ปาสคาล
ค่าคงที่ของแก๊สสากล = R
อุณหภูมิ (T) = 38,4/R
งาน (W) ต่อกิโลโมล = 8,4 จูล
ถาม:ปริมาตรเริ่มต้น (V 1 ) ต่อกิโลโมล
คำตอบ:
คำนวณปริมาตรสุดท้าย (V 2 ):
PV 2 = n RT
120.000 (V 2 ) = R (38,4/R)
120.000 (V 2 ) = 38,4
V 2 = 38,4 /120.000
V 2 = 0,00032
V 2 = 0,32 x 10 -3 m 3 /kmol
V 2 = 0,32 x 10 -3 x 10 6ซม. 3 /กม
V 2 = 0,32 x 10 3 cm 3 /kmol
V 2 = 320 cm 3 /kmol
V 2 = 320 ซีซี/กิโลโมล
คำนวณปริมาตรเริ่มต้น (V 1 ):
W = P (V 2 – V 1 )
8,4 = 120 x 10 3 (0,32 x 10 -3 – V 1 )
8,4 = 120 x 10 3 x 0,32 x 10 -3 – (120 x 10 3 V 1 )
8,4 = 120 x 0,32 – (120 x 10 3 V 1 )
8,4 = 38,4 – (120 x 10 3 V 1 )
(120 x 10 3 V 1 ) = 38,4 – 8,4
(120 x 10 3 V 1 ) = 30
V 1 = 30 / (120 x 10 3 )
V 1 = 0,25 x 10 -3 m 3
V 1 = 0,25 x 10 -3 x 10 6 cm 3
V 1 = 0,25 x 10 3 cm 3
V 1 = 250 cm³
V 1 = 250 ซีซี
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.
19. ก๊าซอาร์กอนสามารถถือได้ว่าเป็นก๊าซในอุดมคติ โดยก๊าซนี้มีพลังงานภายในเริ่มต้น E1 และอุณหภูมิ T1ก๊าซ undergoes กระบวนการโดยการทำงาน W ปล่อยพลังงานออกมาเท่ากับ Q และสถานะสุดท้ายของพลังงานภายในคือ Ef และอุณหภูมิ Tfภาพด้านบนแสดงให้เห็นถึงขนาดของการเปลี่ยนแปลงพลังงาน ข้อสรุปของกระบวนการนี้คืออะไร?
ก. แก๊สเกิดกระบวนการความดันคงที่ และ T f < T i
B. แก๊สเกิดกระบวนการอะเดียแบติก และ T f < T i
C. แก๊สจะเกิดกระบวนการปริมาตรคงที่ และ T f < T i
D. แก๊สเกิดกระบวนการอุณหภูมิคงที่ และ T f = T i
E. แก๊สเกิดกระบวนการปริมาตรคงที่ และ T f = T i
การอภิปราย
จากภาพ พลังงานเริ่มต้น (E i ) และพลังงานสุดท้าย (E f ) ไม่เปลี่ยนแปลง กล่าวคือ การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในเป็นศูนย์สูตรสำหรับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในคือ: ΔU = 3/2 N k ΔT
จากสูตรนี้ ถ้าการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในเป็นศูนย์ (ΔU=0) การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิก็จะเป็นศูนย์เช่นกัน (ΔT=0) การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเป็นศูนย์หมายความว่าอุณหภูมิคงที่ ถ้าอุณหภูมิคงที่ แสดงว่าแก๊สนั้นกำลังอยู่ในกระบวนการไอโซเทอร์มอล
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.
ที่มาของคำถาม:
ข้อสอบวิชาฟิสิกส์ระดับชาติ สำหรับนักเรียนมัธยมปลาย/อาชีวศึกษา
