Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki www.fizyka.mnet.pl 1
W rozdziale „Odpowiedzi i wskazówki” znajdują się odpowiedzi do wszystkich zadań, znajdziesz tam również wskazówki do
rozwiązań trudnych zadań.
Pełne rozwiązania zadań możesz uzyskać przysyłając e-mail na adres: kornas@xl.wp.pl
10. Gazy
10.1 Właściwości gazów 4+7T
01. Jaka jest gęstość azotu w temp. 27°C pod ciśnieniem 105 N/m2 ? Masa molowa azotu wynosi 28g/mol.
02. W naczyniach o jednakowych objętościach znajdują się równe masy helu i argonu. Ile razy ciśnienie helu jest większe od ciśnienia argonu, jeżeli temperatury obu gazów są identyczne?
Masa molowa helu µ1= 4g/mol, masa molowa argonu µ2= 20g/mol.
03. Oblicz ciśnienie wywierane przez tlen, którego cząsteczki poruszają się ze średnią prędkością ν =
1
600 m / s . Liczba cząsteczek w jednostce objętości wynosi 24
n = 3 ⋅10
. Masa
3
m
molowa tlenu µ =
23
1
32 g / mol , liczba Avogadra N = 6 ⋅10
.
A
mol
04.T W kuli o średnicy wewnętrznej d = 20 cm znajduje się azot ( N
=
i
2 ) o masie m
4 g
1
tlen (
= 1
2
O ) o masie m
g
2
. Do jakiej temperatury można ogrzać gaz w tej kuli, jeżeli jej ścianki wytrzymują ciśnienie p
5
= 3⋅10 Pa ? Masa molowa azotu µ = 28 g / mol , natomiast tlenu 1
µ = 32 g / mol .
2
05.T Ze zbiornika o objętości V=120cm3 ucieka przez nieszczelny zawór wodór. W
temperaturze t1=70C manometr wskazuje ciśnienie p
6
= 5 ⋅10 Pa . Po pewnym czasie temperatura
wzrosła do t2=270C, a manometr wskazywał to samo ciśnienie. Ile wodoru ubyło ze zbiornika przez nieszczelny zawór?
06.T Dwa naczynia połączone są rurką z kranem. W jednym, o pojemności V1 = 150 cm3, znajduje się gaz pod ciśnieniem p1 = 1000 hPa, a w drugim taki sam gaz pod ciśnieniem p2 =
4000 hPa. Temperatury gazów w naczyniach są równe temperaturze otoczenia. Po otwarciu kranu i ustaleniu się równowagi cieplnej z otoczeniem ciśnienie w obu naczyniach wynosiło p3 = 3000 hPa. Oblicz objętość drugiego naczynia.
07.T Pionowy cylinder o pojemności V= 12 dm3 i polu przekroju poprzecznego S=0,6 dm2
przedzielony jest ruchomym tłokiem, który nie przewodzi ciepła. Pod tłokiem znajduje się wodór o masie m1= 2g , temperaturze T1= 300K i masie molowej µ1= 2g/mol, a nad tłokiem hel o masie m2= 4g, temperaturze T2= 280K i masie molowej µ2= 4g/mol. Oblicz masę tłoka wiedząc, że oba gazy zajmują jednakową objętość.
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki www.fizyka.mnet.pl
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki www.fizyka.mnet.pl 2
08.T Wewnątrz zamkniętego cylindra znajduje się ruchomy tłok. Z jednej strony tłoka jest wodór o masie m1=3g., a z drugiej strony azot o masie m2=18g. Jaką część cylindra zajmuje wodór? Masa molowa wodoru µ = 2 g /
, a azotu µ = 28 g /
.
1
mol
2
mol
09.T Poziomy cylinder długości l = 85 cm podzielony jest na dwie części ruchomym tłokiem przewodzącym ciepło. W jednej części znajduje się pewna liczba cząsteczek tlenu, a w drugiej pewna liczba cząsteczek wodoru o takiej samej masie. Jakie będzie położenie tłoka w warunkach równowagi ?
10.T W zamkniętym cylindrze o objętości V=84 cm3 znajduje się ruchomy, nieprzewodzący ciepła tłok o polu przekroju poprzecznego S =7 cm2, dzielący naczynie na dwie jednakowe części. Temperatura gazu w obu częściach naczynia wynosi T=300K. O ile stopni trzeba ogrzać gaz w jednej części cylindra ( przy stałej temperaturze gazu w drugiej części ), aby tłok przesunął się o l =2 cm ?
11. Ile cząsteczek tlenu znajduje się w kulistym zbiorniku o promieniu 10cm, jeżeli jego ciśnienie wynosi 1000 hektopaskali, a temperatura 27 stopni Celsjusza? Jaka to część mola?
10.2 Przemiany gazowe 2+10T
01.T Rurka szklana o długości l = 0,8m jest zamknięta koreczkiem rtęciowym długości b=0,2m sięgającym górnego poziomu rurki. Jeżeli rurkę przekręcić wylotem do dołu to część rtęci wycieknie. Jakiej długości słupek rtęci zostanie w rurce jeżeli ciśnienie atmosferyczne wynosi p = 98,6 kPa ? Temperatura gazu nie zmieniła się.
02. O ile procent wzrośnie objętość gazu, który ogrzano pod stałym ciśnieniem od temperatury 800C do temperatury 120 0C ?
03. W probówce znajduje się powietrze zamknięte słupkiem rtęci o wysokości 12cm.
Wysokość słupa powietrza wynosi 304 mm , a temperatura początkowa 27°C . O ile milimetrów przesunie się słupek rtęci jeżeli powietrze oziębimy do temperatury 7°C ?
04. Otwarta butelka zawiera 1 litr powietrza ogrzanego do temperatury 100 ºC.
Oblicz objętość wody, która wejdzie do butelki gdy zanurzymy ją dnem do góry (niezbyt głęboko) w wodzie o temperaturze 20 ºC.
05.T W cylindrze pod tłokiem o polu powierzchni S = 1 dm2 znajduje się azot (µ = 28 g/mol) o masie m1 = 28 g i temperaturze T1 = 273 K. Cylinder zostaje wstawiony do naczynia z wrzącą wodą. O ile podniesie się do góry tłok o masie m2 = 100 kg przy ciśnieniu atmosferycznym wynoszącym p = 1000 hPa ?
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki www.fizyka.mnet.pl
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki www.fizyka.mnet.pl 3
06. W cylindrze pod ruchomym tłokiem znajduje się gaz o temperaturze 27oC. Podczas ogrzewania jego objętość wzrosła trzykrotnie. Oblicz temperaturę końcową gazu w oC.
07. W cylindrze pod ruchomym tłokiem znajduje się gaz, którego objętość wynosi 3dm3 a temperatura 20oC. Podczas ogrzewania jego objętość wzrosła do 4dm3. O ile procent wzrosła temperatura gazu?
08. Podczas izochorycznego ogrzewania gazu doskonałego jego ciśnienie wzrosło o 2% przy ogrzaniu o 1K. Jaka była temperatura początkowa gazu?
09. Jak zmieni się objętość gazu, którego temperatura wzrosła trzykrotnie a ciśnienie wzrosło pięciokrotnie?
10n. Powietrze w pokoju o wymiarach 6m×5m×2.5m zostało ogrzane od 00 C do 200C .
Oblicz ile powietrza opuściło pokój .
11n. Gaz o masie m i temperaturze początkowej T1 poddany został przemianie izochorycznej, w której ciśnienie wzrosło 3 razy. Oblicz zmianę energii wewnętrznej oraz dostarczone ciepło Q. Dane jest cV.
11n. Ile razy wzrosła objętość gazu, podczas jego przemiany izobarycznej jeżeli początkowa temperatura wynosiła T1 a przyrost temperatury był równy ∆T?
12n. W stanie A gaz doskonały ma temperaturę TA=300K. Korzystając z wykresu oblicz temperaturę gazu w stanie C ( w stopniach
p[Pa]
Celsjusza). Podaj nazwy przemian AB i BC.
A
B
2p
C
p
0
V
2V
3V
V[m3]
W rozdziale „Odpowiedzi i wskazówki” znajdują się odpowiedzi do wszystkich zadań, znajdziesz tam również wskazówki do
rozwiązań trudnych zadań.
Pełne rozwiązania zadań możesz uzyskać przysyłając e-mail na adres: kornas@xl.wp.pl
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki www.fizyka.mnet.pl