zad16

Data

—RT	R - stała gazowa
P	R = 8.31 J/mol m-masa gazu p - masa 1 mola gazu
3
-kT	k - stała Boltzmanna
2	k= 1.38xl0‘^23 J/K

nt - liczby moli gazów składowych

- ciśnienie wypadkowe p jest sumą ciśnień cząstkowych.

ĆWICZENIA 16 Termodynamika.

Równanie stanu gazu doskonałego (równanie Clapeyrona):

Średnia energia kinetyczna cząsteczki gazu doskonałego:

Ciśnienie mieszaniny gazów:    pV — (w, + n₂ + ... + n_k)RT

Prawo Daltona:    P~ P\ + P2 + •••+ Pk

pV = const

Przemiana izotermiczna (Prawo Boyle'a i Mariotte'a): Przemiana izobaryczna (Prawo Gay-Lussaca):

— = const T

Przemiana izochoryczna (Prawo Charlesa):

p

— = const T

Przemiana adiabatyczna:

pV^z -const    % - — > 1

Zad.l W dwóch naczyniach o objętości V] i V₂ znajdują się odpowiednio azot pod ciśnieniem pi i tlenek węgla pod ciśnieniem P2. Naczynia połączono cienką rurką o pomijalnęj objętości. Znajdź końcowe ciśnienie mieszaniny, jeśli początkowa temperatura obu gazów jest równa temperaturze otoczenia

Zad.2 W oponie samochodowej znajduje się powietrze pod ciśnieniem 0.2 MPa i w temperaturze 20 °C. Podczas jazdy temperatura tego powietrza wzrosła do 35 °C. O ile wzrośnie ciśnienie w oponie?

Zad.3 Powietrze znajdujące się pod ciśnieniem 10⁵ N/m² i w temperaturze 15 °C zajmuje objętość 21. Przy jakim ciśnieniu powietrze to zajmie objętość 41, jeżeli jego temperatura wzrośnie do 20 °C?

Zad.4 Otwartą kolbę o pojemności 500 cm3 zawierającą powietrze ogrzano do temperatury 227 °C. Następnie odwrócono ją i otwartym końcem zanurzono w wodzie. Jaką ilość wody wciągnie kolba, jeżeli jej temperatura obniży się do 27 °C? Założyć, że po ustaleniu się temperatury końcowej poziom wody w kolbie będzie taki sam, jak poziom wody na zewnątrz.

Zad.5 W wodzie na głębokości lm znajduje się kulisty pęcherzyk powietrza. Na jakiej głębokości pęcherzyk ten tworzyłby kulę o dwa razy mniejszym promieniu? Przyjąć, że ciśnienie powietrza ponad wodą jest ciśnieniem normalnym.

Zad.6 Ciężki dzwon o kształcie walca jest opuszczany w wodzie na głębokość 0.5 km. Na jaką wysokość podniesie się woda w tym dzwonie, wypełnionym początkowo tylko samym powietrzem, jeżeli wysokość dzwonu wynosi 2m? Załóż, że gęstość wody jest wszędzie jednakowa i równa 10³ kg/nr, a początkowe ciśnienie powietrza w dzwonie jest równe 10⁵ N/m².

Zad.7 Dwie bańki szklane o jednakowej objętości równej 1/, połączone są rurką poziomą o długości lm i średnicy O.ócm. W temperaturze 0°C kropelka rtęci znajduje się w równowadze w środku rurki O ile przesunie się ta kropelka, jeżeli lewą bańkę ogrzejemy do 2°C, a prawą oziębimy do -3°C?

Zad.8 Dla każdej z przemian:    a) izobarycznej,    b) izochorycznej,    c) izotermicznej

sporządź wykresy ilustrujące zależności: V(T), p(T), V(p).