Temel Fizikte Çözülmüş Problemler

1. Igaz ticareti kapalı kap başlangıçta V hacmine sahipler ve basınç P. Son basınç 4P ise ve hacim sabit tutulursa, ra nedir?tio başlangıç ​​kinetik enerjisinin son kinetik enerjiyle oranı kinetik enerji.

Bilinenler:

İlk basınç (P₁) = S

Nihai basınç (P₂) = 4P

İlk ses (V₁) = Ç

Son cilt (V₂) = Ç

Aranan: İlk kinetik enerjinin son kinetik enerjiye oranı (KE₁ :KE₂)

Çözüm :

Basınç (P), hacim (V) ve kinetik enerji (KE) arasındaki ilişki ideal gazlar :

İlk kinetik enerjinin son kinetik enerjiye oranı:

2. İdeal bir gazdaki moleküllerin 57°C'deki ortalama öteleme kinetik enerjisi nedir?^oC.

Bilinenler:

Gazın sıcaklığı (T) = 57^oC + 273 = 330 Kelvin

Boltzmann'nin sabiti (k) = 1.38 x 10^-23 Joule/Kelvin

Aranan: Ortalama öteleme kinetik enerjisi

Çözüm :

Kinetik enerji (KE) ile sıcaklık gazın (T) :

Ortalama öteleme kinetik enerjisi:

3. Gaz 27^oC kapalı bir kapta. Gazın kinetik enerjisi başlangıçtaki kinetik enerjisinin 2 katına çıkarsa, gazın son sıcaklığı ne olur?

Bilinenler:

Başlangıç ​​sıcaklığı (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

İlk kinetik enerji =KE

Son kinetik enerji = 4 KE

Aranan: Son sıcaklık (T₂)

Çözüm :

4. Kapalı bir kapta bulunan ideal bir gaz, son sıcaklığına ulaşana kadar ısıtılıyor. ortalama hız Gaz parçacıklarının hızı, başlangıçtaki ortalama hızın 3 katı artarsa. Eğer başlangıçtaki gaz sıcaklığı ise 27^oC, O halde ideal gazın nihai sıcaklığı şöyledir…

Bilinenler:

Başlangıç ​​sıcaklığı = 27^oC + 273 = 300 Kelvin

İlk hız = v

Son hız = 2V

Aranan : Tideal gazın son sıcaklığı

Çözüm :

nihai ortalama hız = 2x ilk ortalama hız

5. 36 litrelik bir hacimde üç mol gaz bulunmaktadır. Her bir gaz molekülünün kinetik enerjisi 5 x 10'dur.^-21 Joule. Evrensel gaz sabiti = 8.315 J/mol.K ve Boltzmann sabiti = 1.38 x 10⁻³^-23 Şaka yapıyorum. Kabın içindeki gaz basıncı nedir?

Bilinenler:

Mol sayısı (n) = 3 mol

Hacim = 36 litre = 36 dm³³ = 36 x 10^-3 m³

Boltzmann sabiti (k) = 1.38 x 10^-23 J / K

Kinetik enerji (KE) = 5 x 10^-21 Jul

Evrensel gaz sabiti (R) = 8.315 J/mol.K

Aranan : Gaz basıncı (P)

Çözüm :

Gazın kinetik enerjisi denklemini kullanarak sıcaklığı hesaplayın.

İdeal gaz yasasının denklemini kullanarak gaz basıncını (mol sayısı cinsinden, n) hesaplayın:

PV = n RT

P (36 x 10^-3) = (3)(8.315)(241.5)

P (36 x 10^-3) = 6024.22

Gaz basıncı 1.67 x 10'dur.⁵ Pascal veya 1.67 atmosfer.

Daha fazla

1. bengaz ticareti kapalı kap başlangıçta V hacmine sahipler ve sıcaklık S. Son sıcaklık 5/4T ve son sıcaklık... basınç Gazın hacmi 2P'dir. Gazın son hacmi nedir?

Bilinenler:

Başlangıç ​​hacmi (V)₁) = Ç

Başlangıç ​​sıcaklığı (T₁) = T

Son sıcaklık (T₂) = 5/4 T

Başlangıç ​​basıncı (P)₁) = S

Son basınç (P₂) = 2P

Aranan: Son cilt (V₂)

Çözüm :

2. 2.00 molün hacmini belirleyin.es STP'de (Standart Sıcaklık ve Basınç) gazların (ideal gaz) durumu. STP = Standart Sıcaklık ve Basınç.

Bilinenler:

Gazın mol sayısı (n) = 2 moles

Standart sıcaklık (T) = 0 ^oC = 0 + 273 = 273 Kelvin

Standart basınç (P) = 1 atm = 1.013 x 10⁵ Pa

Evrensel gaz sabiti (R) = 8.315 Joule/mole.Kelvin

Aranan : Gazların hacmi (V)

Çözüm :

Denklemi ideal gaz kanunu (mol sayısı cinsinden, n)

2 mol gazın hacmi 44.8 litredir.

1 mol gazın hacmi 45.4 litre / 2 = 22.4 litredir.

Herhangi bir gazın 1 molünün hacmi 22.4 litredir.

3. 4 litre oksijen gazının sıcaklığı 27°C ve basıncı 2 atm'dir (1 atm = 10⁻⁶ P).⁵ Kapalı bir kapta (Pa) bulunur. Evrensel gaz sabiti (R) = 8.314 J.mol.e^-1.K^-1 ve Avogadro sayısı (N_A) = 6.02 x 10²³ molekül/moleKabın içindeki oksijen gazı molekülleri nelerdir?

Bilinenler:

Gazların hacmi (V) = 4 litre = 4 dm³³ = 4 x 10^-3 m³

Gazların sıcaklığı (T) = 27^oC = 27 + 273 = 300 Kelvin

Gazların basıncı (P) = 2 atm = 2 x 10⁵ Pa

Evrensel gaz sabiti (R) = 8.314 J.mole^-1.K^-1

Avogadro sayısı (N)_A) = 6.02 x 10²³

Aranan Kapta bulunan oksijen gazı molekülleri nelerdir (N)?

Çözüm :

1 mol oksijen gazında 1.93 x 10¹⁰ adet bulunur.²³ oksijen molekülleri.

4. Standart sıcaklık ve basınçta (STP) neon gazı (Ne, atom kütlesi = 20 u) içeren bir kap.) hacmi 2 m³'tür³Neon gazının kütlesini belirleyin!

Bilinenler:

Neonun atom kütlesi = 20 gram/mole = 0,02 kg/mole

standart sıcaklık (T) = 0^oC = 273 Kelvin

Standart basınç (P) = 1 atm = 1.013 x 10⁵ Paskal

Hacim (V) = 2 m³

Aranan : kitle (M) neon gazı

Çözüm :

Standart sıcaklık ve basınçta (STP), 1 mole herhangi bir gazın, neon gazı dahil, hacme sahip olmak 22.4 litreliks = 22.4 dm³ = 0.0448 m³.

2 m³ hacim içinde³, 44.6 mol neon gazı vardır.

Neon gazının bağıl atom kütlesi 20 gram/mol'dür.

Bu, 1 molde 20 gram veya 0.02 kg neon gazı olduğu anlamına gelir. 1 molde 0.02 kg neon gazı olduğuna göre, 44.6 molde 44.6 mol x 0.02 kg/mol = 0.892 kg = 892 gram neon gazı bulunur.

Daha fazla

1. Igaz ticareti başlangıçta basınç P ve sıcaklık T. Gaz şu işlemlere tabi tutulur: izokorik süreç Böylece son basınç, ilk basıncın 4 katı olur. Gazın son sıcaklığı nedir?

Bilinenler:

Başlangıç ​​basıncı (P)₁) = S

Son basınç (P₂) = 4P

Başlangıç ​​sıcaklığı (T₁) = T

Aranan: Son sıcaklık (T₂)

Çözüm :

Formülü Gay-Lussac yasası :

Son sıcaklık, başlangıç ​​sıcaklığının 4 katı olur.

2. Kapalı bir kapta, ideal gazların başlangıç ​​sıcaklığı 27°C'dir.^oC. Eğer Son basınç, ilk basıncın 2 katı olursa, son sıcaklık ne olur?

Bilinenler:

Başlangıç ​​basıncı (P)₁) = S

Son basınç (P₂) = 2P

Başlangıç ​​sıcaklığı (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

Aranan: Son sıcaklık (T₂)

Çözüm :

3. Bir lastik 27°C'de 2 atm'lik bir gösterge basıncına kadar şişirilmiştir. Bir sürüşten sonra lastiğin içindeki sıcaklık 47°C'ye yükselmiştir. Lastiğin içindeki basınç şimdi kaçtır?

Bilinenler:

Atmosfer basıncı = 1 atm = 1 x 10⁵ Pa

İlk gösterge basıncı = 2 atm = 2 x 10⁵ Pa

İlk mutlak basınç (P₁) = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x 10⁵ Pa

Başlangıç ​​sıcaklığı (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

Son sıcaklık (T₁) = 47^oC + 273 = 320 K

Aranan: Son ölçüm sıcaklığı

Çözüm :

Son gösterge basıncı = son mutlak basınç – atmosfer basıncı

Son gösterge basıncı = 3.2 atm – 1 atm

Son gösterge basıncı = 2.2 atm

Daha fazla

1. Kapalı bir kapta, gaz genleşerek son hacminin ilk hacminin 3 katı olmasını sağlar (V = ilk hacim, T = ilk sıcaklık). sıcaklıkSon sıcaklık nedir?

Bilinenler:

Başlangıç ​​hacmi (V)₁) = Ç

Son cilt (V₂) = 3V

Başlangıç ​​sıcaklığı (T₁) = T

Aranan: Son sıcaklık (T₂)

Çözüm :

Formülü Charles yasası :

Gazların son sıcaklığı, başlangıç ​​sıcaklığının 3 katı olur.

2. benDeatersiz gazların başlangıçtaki hacmi V ve sıcaklığı T'dir. Eğer gaz aşağıdaki işlemlere tabi tutulursa: izobarik süreç Sıcaklık başlangıç ​​sıcaklığının 2 katına çıktığında, gazların nihai hacmi şu şekilde olur…

Bilinenler:

Başlangıç ​​hacmi (V)₁) = Ç

Başlangıç ​​sıcaklığı (T₁) = T

Son sıcaklık (T₂) = 2T

Aranan: son cilt (V₂)

Çözüm :

Gazların nihai hacmi, başlangıçtaki hacminin 2 katı olur.

3. Kapalı bir kapta, ideal gazların başlangıç ​​hacmi 2 litre ve sıcaklığı 27°C'dir.^oC. Eğer gazların son hacmi 3 litre olursa, son sıcaklık ne olur?

Bilinenler:

Başlangıç ​​hacmi (V)₁) = 2 litre = 2 dm³ = 2 x 10^-3 m³

Son cilt (V₂) = 3 litre = 3 dm³ = 3 x 10^-3 m³

Başlangıç ​​sıcaklığı (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K

Aranan: Son sıcaklık (T₂)

Çözüm :

Son sıcaklık 177 derecedir.^oC veya 177 + 273 = 450 Kelvin.

Daha fazla

1. Bazı ideal gazlar başlangıçta şu özelliklere sahiptir: basınç P ve hacim V. Eğer gaz şu işlemlere tabi tutulursa: izotermal süreç Son basınç, başlangıç ​​basıncının 4 katı olacak şekilde, gazın son hacmi şu şekilde olur…

Bilinenler:

İlk basınç (P₁) = S

Nihai basınç (P₂) = 4P

İlk ses (V₁) = Ç

Aranan: Son cilt (V₂)

Çözüm :

Formülü Boyle Kanunu :

PV = sabit

P₁ V₁ = P₂ V₂

(P)(V) = (4P)(V₂)

V = 4 V₂

V₂ = V / 4 = ¼ V

Gazların nihai hacmi şöyledir: ¼ başlangıç ​​hacminin katı.

2. Kapalı bir kapta, gaz genleşir, böylece... son hacim olur Başlangıç ​​hacminin 2 katı (V = başlangıç ​​hacmi, P = başlangıç ​​basıncı). Gazların nihai basıncı…

Bilinenler:

İlk basınç (P₁) = S

İlk ses (V₁) = Ç

Son cilt (V₂) = 2V

Aranan : Nihai basınç (P₂)

Çözüm :

P₁ V₁ = P₂ V₂

PV = P₂ (2V)

P = P₂ (2)

P₂ = P / 2 = ½ P

Gaz basıncı, başlangıç ​​basıncının yarısı olur.

3. Kapalı bir kapta, basıncı 2 atm ve hacmi 1 litre olan gazlar bulunmaktadır. Gaz basıncı 4 atm olursa, gazın hacmi ne kadar olur?

Bilinenler:

İlk basınç (P₁) = 2 atm = 2 x 10⁵ Pa

Nihai basınç (P₂) = 4 atm = 4 x 10⁵ Pa

İlk ses (V₁) = 1 litre = 1 dm³ = 1 x 10^-3 m³

Aranan : Son cilt (V₂)

Çözüm :

P₁ V₁ = P₂ V₂

(X 2 10⁵)(1 x 10^-3) = (4 x 10⁵) V₂

(1)(1 x 10^-3) = (2) V₂

X 1 10^-3 = (2) V₂

V₂ = ½ x 10^-3

V₂ = 0.5 x 10^-3 m³ = 0.5 dm³ = 0.5 litres

Daha fazla

1. Üç kondansatör, C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 4 μF, seri ve paralel olarak bağlanmışBirleşik kondansatörün etkisine eşdeğer etkiyi gösterecek tek bir kondansatörün kapasitansını belirleyin.

Bilinenler:

Kapasitör C₁ = 2 μF

Kapasitör C₂ = 4 μF

Kapasitör C₃ = 4 μF

Aranan: Eşdeğer kapasitans (C)

Çözüm :

Kapasitör C₂ ve C₃ Paralel olarak bağlanmıştır. Eşdeğer kapasitans:

C_P = C₂ + C₃ = 4 + 4 = 8 μF

Kapasitör C₁ ve C_p Seri olarak bağlanmıştır. Eşdeğer kapasitans:

1/C = 1/C₁ + 1 /C_P = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8

C = 8/5 μF

2. Beş kapasitörler, C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 6 μF, C₄ = 5 μF, C₅ = 10 μF'lik iki kondansatör seri ve paralel bağlanmıştır. Bu kombinasyonla aynı etkiyi gösterecek tek bir kondansatörün kapasitansını belirleyin.

Bilinenler:

Kapasitör C₁ = 2 μF

Kapasitör C₂ = 4 μF

Kapasitör C₃ = 6 μF

Kapasitör C₄ = 5 μF

Kapasitör C₅ = 10 μF

Aranan: eşdeğer kapasitans (C)

Çözüm :

Kapasitör C₂ ve C₃ Paralel olarak bağlanırlar. Eşdeğer kapasitans:

C_P = C₂ + C₃

C_P = 4 + 6

C_P = 10 μF

Kapasitör C₁, Cı_P, Cı₄ ve C₅ Seri olarak bağlanırlar. Eşdeğer kapasitans:

1/C = 1/C₁ + 1 /C_P + 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

3. C₁ = 3 μF, Cı₂ = 4 μF ve C₃ = 3 μF ve F kuvvetleri seri ve paralel olarak bağlanmıştır. Belirleyin. elektrik enerjisi üzerinde devreleri.

Bilinenler:

Kapasitör C₁ = 3 μF

Kapasitör C₂ = 4 μF

Kapasitör C₃ = 3 μF

Aranan: eşdeğer kapasitans (C)

Çözüm :

Kapasitör C₂ ve C₃ Paralel olarak bağlanırlar. Eşdeğer kapasitans:

C_P = C₂ + C₃

C_P = 4 + 3

C_P = 7 μF

Kapasitör C₁ hem de C_P Seri olarak bağlanırlar. Eşdeğer kapasitans:

1/C = 1/C₁ + 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 = 2.1x10^-6 F

Devrelerdeki elektrik enerjisi:

E = ½ CV²

E = ½ (X 2.1 10^-6)(12²)

E = ½ (2.1 x 10^-6) (144)

E = (2.1 x 10^-6) (72)

D = 151.2x10^-6 Jul

D = 1.5x10^-4 Jul

Daha fazla

1. Dört kondansatör, C₁ = 2 μF, C₂ = 1 μF, C₃ = 3 μF, C₄ = 4 μF, şu şekilde bağlanmıştır: tipiTek bir elemanın kapasitansını belirleyin. kondansatör Bu, kombinasyonla aynı etkiyi yaratacaktır.

Bilinenler:

Kapasitör C₁ = 2 μF

Kapasitör C₂ = 1 μF

Kapasitör C₃ = 3 μF

Kapasitör C₃ = 4 μF

Aranan: eşdeğer kapasitans

Çözüm :

Eşdeğer kapasitans:

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

Tüm kombinasyonun eşdeğer kapasitansı is 0.48 μF.

2. Kondansatör C üzerindeki yükü belirleyin.₁ eğer potansiyel fark arasında P hem de Q is 12 Volt…

Bilinenler:

Kapasitör C₁ = 10 μF = 1X 0 10^-6 F

Kapasitör C₂ = 20 μF = 2X 0 10^-6 F

Potansiyel fark (V) = 12 Volt

Aranan: C kondansatöründeki yük₁ (Q₁)

Çözüm :

Eşdeğer kapasitans:

1/C = 1/C₁ + 1 /C₂

1/C = 1/10 + 1/20 = 2/20 + 1/20 = 3/20

C = 20/3 μF = (20/3) x 10^-6 F

Elektrik şarjı eşdeğer kapasitör üzerinde:

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

S = 80 μC

Kondansatörler seri olarak bağlanır. böylece eşdeğer kapasitörler üzerindeki elektrik yükü, kapasitörler üzerindeki elektrik yüküne eşit olur. C₁ = kondansatör üzerindeki elektrik yükü C₂.

Kondansatör üzerindeki elektrik yükü C₁ 80 olduğu μC.

3. İki kondansatör, C₁ = 2 μF ve C₂ = 4 μF, Kondansatörler seri olarak bağlanmıştır. Kondansatörler şarj edilmiştir. C kondansatöründeki potansiyel farkı...₁ C kondansatöründeki elektrik yükü 2 volttur.₂ olur mu ...

Bilinenler:

Csucitor C₁ = 2 μF = 2x10^-6 F

Csucitor C₂ = 4 μF = 4x10^-6 F

Kondansatörlerdeki potansiyel farkı C₁ (V₁) = 2 Volt

Aranan : Kondansatör üzerindeki elektrik yükü C₂.

Çözüm :

Kondansatör üzerindeki elektrik yükü C₁ :

Q₁ = C₁ V₁ = (2 x 10)^-6)(2) = 4 x 10^-6 C

Q₁ = 4 μC

Kondansatörler seri olarak bağlanır, böylece kondansatör üzerindeki elektrik yükü azalır. C₁ = kondansatör üzerindeki elektrik yükü C₂.

Kondansatör üzerindeki yük C₂ is 4 μC.

Daha fazla

1. dört kapasitörler, Cı₁ = 2 μF, C₂ = 1 μF, C₃ = 3 μF, C₄ = 4 μF'lik iki kondansatör paralel bağlanmıştır. Bu ikili kondansatörün aynı etkiyi gösterebilmesi için gereken tek bir kondansatörün kapasitansını belirleyin.

Bilinenler:

Kapasitör C₁ = 2 μF

Kapasitör C₂ = 1 μF

Kapasitör C₃ = 3 μF

Kapasitör C₃ = 4 μF

Aranan: eşdeğer kapasitans

Çözüm :

Eşdeğer kapasitans:

C = C₁ + C₂ + C₃

C = 4 μF+2 μF+3 μF = 9 μF

Tüm kombinasyonun eşdeğer kapasitansı 9'dur. μF.

2. Belirlemek ücret kapasitör üzerinde C₂ eğer potansiyel fark A ve B noktaları arasında 9 Volt…

Bilinenler:

Csucitor C₁ = 20 μF = 20x10^-6 F

Csucitor C₂ = 30 μF = 30x10^-6 F

Noktalar arasındaki potansiyel fark A hem de B (V_AB) = 9 Volt

Aranan : kondansatör üzerindeki yük C₂ (Q₂)

Çözüm :

Potansiyel fark:

Kondansatörler paralel bağlanır. böylece A ve B arasındaki potansiyel fark (V_AB) = C kondansatöründeki potansiyel farkı₁ (V₁) = C kondansatöründeki potansiyel farkı₂ (V₂) = 9 Volt.

Kondansatör üzerindeki elektrik yükü C₂ :

Q₂ = C₂ V₂ = (30 x 10)^-6)(9) = 270 x 10^-6 C

Q₂ = 270 μC

Kondansatör üzerindeki elektrik yükü C₂ is 270 μC.

3. Üç kapasitörler, C₁ = 4 μF, C₂ = 2 μF, C₃ = 3 μF'lik kapasitörler paralel bağlanmıştır. Kapasitörler şarj edilmiştir. Kapasitörler üzerindeki potansiyel farkı C₂ 4 Volt'tur. Belirleyin.

(a) Kondansatör C üzerindeki elektrik yükü₁, Cı₂ ve C₃

(b) Tüm kombinasyonun eşdeğer kapasitöründeki elektrik yükü

Bilinenler:

Csucitor C₁ = 4 μF = 4x10^-6 F

Ckapasitör C₂ = 2 μF = 2x10^-6 F

Ckapasitör C₃ = 3 μF = 3x10^-6 F

Kondansatör üzerindeki potansiyel farkı C₂ (V₂) = 4 Volt

Aranan : Kondansatör üzerindeki elektrik yükü C₃ (Q₃)

Çözüm :

(A) Kondansatör üzerindeki elektrik yükü C₃

Kondansatörlerdeki potansiyel farkı C₃ :

Kondansatörler, kondansatör üzerindeki potansiyel farkı eşit olacak şekilde paralel bağlanır. C₃ (V₃) = kapasitör üzerindeki potansiyel fark C₂ (V₂) = kapasitör üzerindeki potansiyel fark C₁ (V₁) = eşdeğer kapasitör üzerindeki potansiyel fark (V) = 4 Volt

Kondansatör üzerindeki elektrik yükü C₁ :

Q₁ = C₁ V₁ = (4 x 10)^-6)(4) = 16 x 10^-6 C

Q₁ = 16 μC

Kondansatör üzerindeki elektrik yükü C₂ :

Q₂ = C₂ V₂ = (2 x 10)^-6)(4) = 8 x 10^-6 C

Q₂ = 8 μC

Kondansatör üzerindeki elektrik yükü C₃ :

Q₃ = C₃ V₃ = (3 x 10)^-6)(4) = 12 x 10^-6 C

Q₃ = 12 μC

(B) Eşdeğer kapasitör üzerindeki elektrik yükü

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃

S = 16 μC+8 μC+12 μC = 36 μC

Alternatif çözüm:

Eşdeğer kapasitans:

C=C₁ + C₂ + C₃

C = 4 μF+2 μF+3 μF = 9 μF

C = 9x10^-6 F

Eşdeğer kapasitör üzerindeki potansiyel fark:

V₁ = V₂ = V₃ = V = 4 Volt

Eşdeğer kapasitör üzerindeki elektrik yükü:

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

S = 36 μC

Daha fazla