Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Примеры.

Читайте также:
  1. Генные мутации, их виды. Примеры.
  2. Дайте определение систематическому риску. Приведите примеры.
  3. Задание 3. Перечислите важнейшие современные глобальные проблемы человечества. Охарактеризуйте основные направления их решения. Приведите конкретные примеры.
  4. Как определить степень опасности вещества. Примеры.
  5. Математические модели. Виды. Примеры. Проблемы математического моделирования социально-экономических систем.
  6. Матричные системы, архитектура, организация межпроцессорных связей, примеры.
  7. Методологические основы менеджмента. Ситуационный, системный и процессный подход к принятию управленческих решений, примеры.
  8. Множественные аллели. Причины их появления. Примеры.
  9. Модель Idef0. Назначение. Синтаксис. Примеры.
  10. Назовите основные группы сложных предложений,приведите примеры.

1. В баллоне емкостью 20 л находится водород под давлением 162 • 106 Па. Сколько шаров-пилотов можно наполнить водородом, если объем шара равен 200 л и давление в нем должно быть равно 2 • 105 Па? Водород при этих условиях считать идеальным газом.

Решение. Так как температура и масса газа остаются постоянными, то для решения задачи применим закон Бойля — Мариотта (I. 1). После наполнения шаров-пилотов объем водорода (V2) будет равен:

где V3 •— объем одного шара; п •— число шаров; V 1 — объем баллона, в котором водород после наполнения последнего шара находится под давлением 2 • 105 Па. Заменив в уравнении (I, 1) V2 его значением, получим:

Находим, что водородом можно наполнить восемь шаров-пилотов.

2. При нормальных условиях плотность азота равна 1,25 г/л. Определить плотность газа при 0 °С и давлении 5,065 • 106 Па.

Решение. Требуется определить плотность азота при 0 °С и давлении 5,065 • 105 Па. Из уравнения (I, 1а) находим р2 — плотность при давлении р2:

3. При постоянном давлении открытая двухлитровая колба охлаждается от 200 до 0 °С. Насколько увеличится масса воздуха в колбе, если плотность воздуха при нормальных условиях равна 1,293 г/л? Изменением объема колбы вследствие охлаждения стекла пренебречь.

Решение. Объем одного и того же количества газа согласно закону Гей-Люссака при 0 °С должен быть меньше, чем при 200 °С. Если при t 2 = 0 °С его объем К2 = 2 л, то при t1 = 200 °С он может быть определен из уравнения (I, 3):

При 0 °С масса газа в двухлитровой колбе равна 1,293*2=2,586 (г). При 200 °С такую же массу будет иметь 3,465 л. Таким образом, если температура понизится с 200 до О °С, то в колбу войдет 3,465-2 = 1,465 (л) воздуха; соответствующая масса может быть определена из пропорции:

Следовательно, масса газа в колбе увеличится на 1,093 г.

4. Смесь эквивалентных количеств этана и кислорода находится в замкнутом сосуде при температуре 15 °С и давлении 1 • 10В Па. Каково будет давление после взрыва смеси и приведения содержимого сосуда к первоначальной температуре?

Решение. Напишем уравнение реакции горения этана;


Вода при температуре 15 °С будет в жидком состоянии, и при подсчете числа молекул не нужно учитывать образовавшихся молекул воды (так как объем жидкости по сравнению с объемом газа той же массы несоизмеримо мал). Из уравнения следует, что из 9 молекул исходных веществ образовалось 4 молекулы. Так как объем газов и температура остаются постоянными, то с уменьшением числа молекул в 9/4 раза и давление должно уменьшиться в такое же число раз, т. е. оно будет равно: 1 • 105: 9/4 = 0,4 • 105 Па.

5. Для хлорирования питьевой воды хлор доставляется в баллонах под давлением. Давление в этих баллонах равно 3,722 х 105 Па при 0°С и 15,47 • 105 Па при 30 °С. Можно ли считать хлор в этих условиях идеальным газом?

= 5,106 • 103. Оно непостоянно. Следовательно, хлор при этих условиях считать идеальным газом нельзя.

6. При температуре 18 °С и давлении 98,64 кПа объем газа равен 2 л. Привести объем газа к нормальным условиям.

Решение. Из уравнения (I, 6) находим V 2 — объем при нормальном давлении 1,013 • 105 Па и температуре 273 К- Данные задачи переводим в единицы СИ:

7. Вычислить при нормальных условиях газовую постоянную К, [3] выразив ее в: а) Па • м3/(моль • К); б) Дж/(моль • К).

 

 

9. По методу В. Майера определялась относительная молеку­лярная масса этилового эфира. При испарении эфира массой 0,0856 г его пары вытеснили в эвдиометрическую трубку воздух объемом 29,2 мл; высота водяного столба в эвдиометрической трубке 22,5 см, температура воздуха 17 °С, атмосферное давление 1005 г Па. Давление насыщенного пара воды при 17 °С равно 19,37 г Па. Вычислить относительную молекулярную массу эфира и найти от­носительную ошибку опыта в процентах.

Решение. Давление сухого воздуха, заключенного в эвдиометрической трубке, будет равно:

 

Таким образом, относительная молекулярная масса эфира равна 72,94. Относительная ошибка в процентах равна:

где 74,08— табличная величина относительной молекулярной массы эфира.

 

10. Смешаны водород объемом 3 л под давлением 2 • 105 Па с кислородом объемом 2 л под давлением в 1 • 105 Па. Общий объем смеси равен 4 л. Определить парциальные давления газов и общее давление смеси.

Решение. Водород, занимавший объем v1, равный 3 л, при давлении р1,равном 2 • 105 Па, после смешивания с кислородом распространится в объеме V2, равном 4 л. Парциальное давление водорода p н, равное р 2, находим из закона Бойля — Мариотта (I, 1):


Общее давление р смеси равно: 1,5 • 10б + 0,5 • 105 = 2 • 105 (Па).

11. Смесь из 2 моль азота, 3 моль кислорода и некоторого коли­чества вещества аммиака при 20 °С и давлении 4 • 105 Па занимает объем 40 дм3. Вычислить количество вещества аммиака в смеси и парциальное давление каждого из газов.

Решение. Из уравнения (I, 8) находим п — общее количество всех газообразных веществ, составляющих смесь, и подставляем R, равное 8,314 Дж/(моль • К), Р = 4 • 105Па, V = 4 – 10-м3, Т = 273 + 20 = 293:

12. 0,5 моль водорода и 0,25 моль азота находятся в газометре вместимостью 5 л при 10 °С. Вычислить парциальное давление каждого из газов и состав смеси в объемных долях.

Решение. Парциальное давление каждого компонента находим из уравнения (1,8):


По формуле (I, 12) вычисляем содержание водорода и азота в объемных долях:

13. Какое давление будет иметь при 0 °С кислород объемом 10 л и количеством вещества 0,25 моль? Средняя квадратичная скорость молекул кислорода при этой температуре равна 461 м/с.

14. При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул хлора будет равна 500 м/с?

Решение. Из формулы (I, 14) находим Т

подставляем значения, выражая их в СИ:

Вопросы и упражнения

1. Какой газ называется идеальным?

2. Каким законам подчиняется идеальный газ? Напишите математические выражения этих законов и изобразите их графически.

3. Выведите уравнение состояния идеального газа.

4. Какой физический смысл имеет газовая постоянная R? Какова единица ее измерения?

5. Как определяется относительная молекулярная масса газообразных веществ и веществ, легко переходящих в парообразное состояние? Напишите и поясните уравнение, по которому проводится вычисление.

6. Сформулируйте закон Дальтона. Как связано парциальное давление компонента с общим давлением смеси?

7. Как можно рассчитать среднюю относительную молекулярную массу воздуха? Каким образом определяются относительные молекулярные массы компонентов смеси?

8. Каковы отклонения реальных газов от законов идеального газа? Кем обнаружены эти отклонения? Как можно их объяснить?

9. Напишите уравнение Ван-дер-Ваальса для состояния реального газа и поясните входящие в него величины.

10. Постройте изотермы состояния реального газа (опытную и по уравнению Ван-дер-Ваальса) и укажите, каким агрегатным состоянием отвечают отдельные их участки.

11. Что такое критическая температура, критическое давление, критический объем? Как на опыте определяются эти величины?

12. Выведите основное уравнение кинетической теории газов и поясните его.

13. Из основного уравнения кинетической теории газов выведите газовые законы.

14. Точным или приближенным является закон Авогадро? Какие опытные данные легли в основу этого закона? Как его можно вывести из основного уравнения кинетической теории газов?

15. От каких факторов зависит средняя квадратичная скорость движения молекул? Напишите соответствующее уравнение и поясните его.

16. Вычертите кривую распределения молекул по скоростям и поясните ее. Как зависит от температуры наиболее вероятная скорость движения молекул в газе?

17. Из основного уравнения кинетической теории газов выведите формулу для кинетической энергии одной молекулы газа. От каких факторов зависит эта величина?

18. Дайте общую характеристику жидкого состояния. Какова структура жидкости? Какие силы действуют в жидкости?

19. Что такое поверхностное натяжение? Объясните его возникновение. В каких единицах оно измеряется?

20. Укажите, какие факторы и как влияют на величину поверхностного натяжения жидкости.

21. Какие вещества называют поверхностно-активными? Приведите примеры.

22. Опишите методы, применяемые для измерения поверхностного натяжения жидкости, и начертите схемы применяемых приборов.

23. На одинаковую ли высоту в капиллярных трубках поднимутся водные растворы спиртов: метилового, этилового и изоамлового молярной концентрации 0,1 моль/л? Ответ поясните.

24. Одинаковое ли число капель при вытекании из сталагмометра дают водные растворы кислот: уксусной, муравьиной и масляной молярной концентрации 0,2 моль/л? Ответ поясните.

25. Каково значение поверхностного натяжения в производственных и биологических процессах? Приведите примеры.

26. Что такое вязкость и коэффициент вязкости жидкости? В каких единицах они выражаются? Какие факторы и как влияют на величину вязкости жидкости?

27. Изложите сущность основных методов измерения коэффициента вязкости жидкости и начертите схемы применяемых приборов.

28. Приведите примеры практического использования вязкости жидкостей.

29. Какие виды твердых веществ известны? Дайте характеристику свойств твердого вещества. Какой наиболее общий признак присущ кристаллическим веществам?

30. Какова внутренняя структура кристаллов? Какие свойства кристаллических веществ являются следствием этой структуры?

31. Какого типа связи существуют между частицами кристаллов? Какие свойства и как зависят от типа связей? Приведите примеры.

32. В чем состоит сходство и различие жидких и твердых веществ?

Задачи

1. При нормальных условиях плотность оксида углерода (равна 1,25 г/л. Какому давлению надо подвергнуть газ, что плотность его при 0 °С была бы равна 4 г/л?


2. В воздухонагревателях в Доменном процессе воздух нагревается до 750 °С. Во сколько раз увеличится объем воздуха при выходе из воздухонагревателя, если он поступает в него с начальной температурой 17 С?

3. На сколько градусов надо нагреть газ, находящийся в закрытом сосуде при 27 °С, чтобы давление его увеличилось вдвое?

4. При нормальных условиях плотность метана равна 0,7168 г/л. Какова будет плотность газа при t = —10 °С?

5. Смесь, состоящая из 1 объема метана и 4 объемов кислорода, находится в замкнутом сосуде при 150 °С и давлении 1 • 105 Па; Как изменится давление после взрыва и приведения сосуда к первоначальной температуре? Каков состав образовавшейся смеси, в объемных долях?

6. Какой объем занимает хлор массой 5 кг при нормальных условиях?

7. При температуре 17 °С и давлении 2 • 105 Па объем газа равен 350 см8. Какой объем займет этот газ при температуре —13 °С и давлении 933,1 г Па?

8. Какой объем занимает 1 моль азота при температуре 57 °С и давлении 3,03 • 106 Па?

9. Вычислите газовую постоянную R для 1 моль, выразив ее:а) в Па • м3/(кмоль • К); б) в Па • л/(моль «К).

10. Определите массу кислорода, находящегося в колбе вместимостью 2 л, при температуре 125 °С и давлении 93,31 кПа.

11. Определите объем, занимаемый углекислым газом массой 2 кг при температуре 10 °С и давлении 1,5 • 105 Па.

12. В колбе вместимостью 500 см3 при 20 °С находится оксид азота (II) массой 0,615 г. Каково давление газа?

13. На сколько больше по массе может вместиться азота в газгольдере вместимостью 2000 м3 зимой (при температуре — 35° С) по сравнению с летним периодом (при температуре 30 °С), если давление в нем равно 4 • 105 Па?

14. Вычислите плотность аммиака (в г/л) при 18 °С и давлении 986,4 гПа.

15. Определите относительную молекулярную массу неизвестного вещества, если его пары массой 0,582 г при 35 °С и давлении 100 кПа занимают объем, равный 200 мл.

16. Какой объем водяных паров при 20 °С находится в 1 м3 воздуха, насыщенного парами воды, если давление насыщенного пара воды при этой температуре равно 23,38 гПа?

17. Дано 1,238 г углеводорода СxНу (х: у = 1: 1) в парообразном состоянии при температуре 90 0С и давлении 96 кПа. Объем его 500 мл. Определите относительную молекулярную массу углеводорода и напишите его молекулярную формулу.

18. Какой объем займут 1 • 1023 молекул кислорода при температуре 17 °С и давлении 93,31 кПа?

19. Микроманометр может измерить давление, равное 1,333 х 10-6 Па. Какое количество молекул водорода будет заключаться в 1 л при 0 °С и указанном давлении?


20. Кaкой объем приходится на одну молекулу в идеальном газе при давлении 101,3 кПа и температуре 18 °С?

21. Смешаны кислород объемом 4л под давлением 2 • 106 Па азот объемом 6 л под давлением 5 • 105 Па и аммиак объемом 2 л под давлением 3 • 105 Па. Объем смеси равен 10 л. Каковы парциальные давления газа и общее давление смеси?

22. Смесь из кислорода массой 6,4 г, азота массой 14 г, некоторого количества углекислого газа при температуре 17 °С и давлении 202,6 кПа занимает объем, равный 10 л. Вычислите массу углекислого газа и парциальное давление каждого из газов.

23*. В состав сухого атмосферного воздуха входит (в % объемных): азота — 78,04, кислорода —21, аргона — 0,93, углекислое газа — 0,03. Каково парциальное давление каждого из газов, если атмосферное давление равно 100 кПа?

24*. Средняя квадратичная скорость молекул углекислого газа равна 390 м/с. Каково давление газа, если в 20 л его находится 0,5 моль?

25*. Вычислите давление азота, если 5 л его имеют массу 3 г. Средняя квадратичная скорость молекул азота равна 1064 м/с.

26*. При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул кислорода равна 400 м/с? На сколько градусов нужно повысить температуру, чтобы средняя квадратичная скорость молекул кислорода возросла в 2 раза?

27*. Вычислите среднюю квадратичную скорость молекул азота при 18 °С. При какой температуре такую же среднюю квадратичную скорость будут иметь молекулы аммиака?

28*. Во сколько раз средняя квадратичная скорость молекул водорода больше средней квадратичной скорости молекул бромоводорода при одинаковых условиях?

29*. Вычислите давление водорода, если средняя кинетическая энергия его молекул, содержащихся в 1 л при 0 °С, равна 1,509 х 103 Дж.

30*. Вычислите среднюю кинетическую энергию молекул 1 моль одноатомного газа при 27 °С?

31*. При какой температуре средняя кинетическая энергия 1 моль идеального газа равна 5 • 103 Дж/моль?

32*. Определите среднюю кинетическую энергию одной молекулы идеального газа при 100 °С.


[1] При решении задач значение 373,15 для упрощения расчетов принимают равным 273

[2] При решении задач принимают объем 1 моль газа равным 22,4 литра, давление 1,013*105

1См. таблицу 3 приложения




Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 211 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав

1 | <== 2 ==> |


lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.014 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав