Определите молярные массы водорода, гелия, кислорода, воды, углекислого газа, неона

Влажность воздуха

Графики изопроцессов

Изотерма в различных координатных осях:

p V p

V T T

Изобара в различных координатных осях:

V p p

T V T

Изохора в различных координатных осях:

p V p

T T V

  – относительная влажность воздуха – температура точки росы

абсолютная влажность

– плотность водяного пара в воздухе при определённой температуре – давление водяного пара в воздухе при определённой температуре (парциальное давление)

– плотность насыщенного пара при определённой температуре

– давление насыщенного пара при определённой температуре

Примеры решения задач

Дано:	Решение: Молярную массу находим, используя химическую формулу вещества, таблицу Менделеева и соотношение кг/моль. кг/моль кг/моль кг/моль кг/моль кг/моль кг/моль
–?

94. Каково количество вещества (в молях), содержащегося в 1 г воды?

Дано: г = 10^-3 кг	Решение: кг/моль; Ответ:
–?

95. Какое количество вещества в молях составляют 5,418·10²⁶ молекул?

Дано:	Решение: Ответ: моль.
–?

96. Какова масса в килограммах 450 молей кислорода O₂?

Дано: моль	Решение: кг/моль кг Ответ:14,4кг

97. Вычислить массу одной молекулы водорода (H₂), кислорода (O₂), озона (O₃), углекислого газа (CO₂) и метана (CH₄).

Дано:	Решение: М(Н2)= 2·10^-3кг/моль   кг кг/моль; кг М(СО2)= 44·10^-3кг/моль кг М(О2)= 32·10^-3кг/моль   кг кг/моль; кг
–?

98. Масса капельки воды 10^-10 г. Из скольких молекул она состоит?

Дано: = 10^-10 г = 10^-13 кг	Решение: кг/моль
–?

99. В баллоне, объём которого равен 10^-3 м³, находится азот под давлением 200 кПа, причём известно, что 1 см³ газа содержит 4,3·10¹⁹ молекул. Вычислить энергию поступательного движения одной молекулы и суммарную энергию всех молекул. Найти среднюю квадратичную скорость молекул и плотность газа.

Дано: (азот) = 10^-3 м^3 =200кПа= 2·10^5 Па =4,3·10^19 1/см^3 = =1/м^3   –? –? –? –?

Решение: 1. Для нахождения средней кинетической энергии воспользуемся уравнением . Дж.   2. Чтобы найти энергию всех молекул, энергию одной молекулы (среднюю кинетическую) умножаем на их количество. т.к. N= 4,3·10^25·10^-3=4,3·10^22 Дж 3. Плотность газа найдём по формуле кг/моль. кг. кг/м^3   4. Среднюю квадратичную скорость удобно найти, используя уравнение = м/с.

100. В баллоне вместимостью 40 л находится 1,98 кг углекислого газа. Баллон выдерживает давление не более 30·10⁵ Па. При какой температуре возникнет опасность разрыва баллона?

Дано: – углекислый газ = 40 л = 40·10^-3 м^3 = 1,98 кг p= 30·10^5Па   Т-?

Решение: Воспользуемся уравнением состояния идеального газа: Выразим из уравнения температуру: кг/моль; К

101. Сколько весит водород, заполняющий воздушный шар, объёмом 1400 м³ при давлении 9,6·10⁴ Па и температуре 27ºС?

Дано: Газ – водород = 1400 м^3 = 9,6·10^4 Па = 27°C	Решение: Вес газа найдём, зная массу: Массу определим, используя уравнение состояния (Менделеева - Клапейрона) К кг/моль. кг Р =110 кг ·9,8 м/с^2 ≈1100 Н =1,1 кН
–?(вес водорода)

102. Газ при 300К занимает объём 250 см³. Какой объём займёт этот же газ, если температура его повысится до 324К? Понизится до 270К? Давление считать постоянным. Масса газа неизменна.

Дано: К = 250 см^3 К К m = const p = const (изобарный процесс)	Решение: Т.к. по условию задачи m= const; p =const, то используем газовый закон Гей-Люссака для трёх состояний: . Решая уравнения попарно находим см^3 см^3

103. При температуре –20°C и давлении воздуха 780 МПа объём воздуха равен 12 л. Привести объём воздуха к нормальным условиям.

Дано: ­–20°C; К МПа = =7,8·10^8 Па л = =12·10^-3 м^3 н.у.: р 0=10^5Па К   V2-?

Решение: Из условия задачи понятно, что масса газа не меняется , тогда параметры состояния газа можно связать, используя уравнение Клапейрона Для двух состояний газа: ; Из уравнения выразим объём м^3

104. Определите температуру газа, находящегося в закрытом сосуде, если давление газа увеличивается на 0,4% от первоначального давления при нагревании на 1К.

Дано: 1K;	Решение: Т.к. процесс изохорный m = const, используем закон Шарля Для двух состояний газа уравнение принимает вид: следовательно , а следовательно Подставляя в уравнение выражения p2 и T 2, получаем: Решаем уравнение относительно неизвестной величины T1

105. Газ сжат изотермически от объёма = 8 л до объёма =6 л. Давление при этом возросло на = 4 кПа. Каким было начальное давление ?

Дано: const; = 8 л; л кПа

Решение: Т.к. процесс изотермический и m = const, можно воспользоваться газовым законом Бойля-Мариотта Запишем это уравнение для двух состояний газа: По условию задачи Заменим в уравнении p2 его выражением через p1. Решим полученное уравнение относительно p 1. кПа.

106. Плотность некоторого газообразного вещества равна 2,5 кг/м³ при температуре 10ºС и нормальном атмосферном давлении. Найдите молярную массу этого вещества.

Дано: кг/м^3; Па 10^5 Па	Решение: Запишем уравнение состояния идеального газа . Вспомним, что ; Подставим в уравнение, получим При сокращении на объём имеем Из уравнения выразим молярную массу кг/моль.

107. В баллоне находится газ при температуре 15ºC. Во сколько раз уменьшится давление газа, если 40% его выйдет из баллона, а температура при этом понизится на 8ºC?

Дано: ºC; K	Решение: В этой задаче два состояния газа можно связать только уравнением Менделеева -Клапейрона: т.к. масса газа изменяется. Запишем уравнение для 1го и 2го состояния: и . Учитывая, что и т.е. Запишем:   Разделим одно уравнение на другое и получим Ответ: давление уменьшится в 1,7 раза.

108. Дан график изменения состояния идеального газа в координатах V, T. Представьте эти процессы в координатах p, V и p, T.

Дано: Решение:

V 33

2 3

1 22

0 T 0 V 0 T

Решение: Сначала проанализируем, в каких процессах и как изменялись параметры состояния газа, а затем перечертим эти процессы в других координатных осях, при этом используем знание газовых законов Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля.

процесс	Параметры	название процесса	газовый закон
p	V	T
1 –> 2	const	увеличи-вается	увеличи-вается	изобар-ный	Гей-Люссака
2 –> 3	увеличи-вается	Const	увеличи-вается	изохор-ный	Шарля

Дата добавления: 2014-10-15