Контрольная работа по физике Молекулярно-кинетическая теория идеального газа 10 класс
Контрольная работа по физике Молекулярно-кинетическая теория идеального газа 10 класс с ответами. Контрольная работа включает 4 варианта, в каждом варианте по 6 заданий.
1 вариант
1. Какова масса кислорода, содержащегося в баллоне объемом 50 л при температуре 27 °С и давлении 2 ⋅ 106 Па?
2. Рассчитайте температуру, при которой средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул равна 10,35 ⋅ 10-21 Дж.
3. Определите плотность азота при температуре 27 °С и давлении 100 кПа.
4. При давлении 250 кПа газ массой 8 кг занимает объем 15 м3. Чему равна средняя квадратичная скорость движения молекул газа?
5. Какова плотность смеси, состоящей из 32 г кислорода и 22 г углекислого газа при температуре 0 °С и давлении 100 кПа?
6. Открытую стеклянную колбу вместимостью 250 см3 нагрели до 127 °С, после чего ее горлышко опустили в воду. Сколько граммов воды войдет в колбу, если она охладится до 7 °С? Давление в колбе считать постоянным.
2 вариант
1. Газ в количестве 1000 молей при давлении 1 МПа имеет температуру 100 °С. Найдите объем газа.
2. При давлении 1,5 ⋅ 105 Па в 1 м3 газа содержится 2 ⋅ 1025 молекул. Какова средняя кинетическая энергия поступательного движения этих молекул?
3. При давлении 105 Па и температуре 27 °С плотность некоторого газа 0,162 кг/м3 Определите, какой это газ.
4. При какой температуре молекулы кислорода имеют среднюю квадратичную скорость 700 м/с?
5. Два сосуда с газом вместимостью 3 ли 4 л соединяют между собой. В первом сосуде газ находится под давлением 200 кПа, а во втором — 100 кПа. Найдите давление, под которым будет находиться газ, если температура в сосудах одинакова и постоянна.
6. Какое количество молекул газа находится в единице объема сосуда под давлением 150 кПа при температуре 273 °С?
3 вариант
1. Рассчитайте температуру, при которой находятся 2,5 моль газа, занимающего объем 1,66 ли находящегося под давлением 2,5 МПа.
2. Каково давление газа, если в каждом кубическом сантиметре его содержится 106 молекул, а температура 87 °С?
3. Какова средняя квадратичная скорость молекул кислорода при температуре 20 °С?
4. Газ в сосуде находится под давлением 2 ⋅ 105 Па при температуре 127 °С. Определите давление газа после того, как половина массы газа выпущена из сосуда, а температура понижена на 50 °С.
5. Цилиндрический сосуд заполнен газом при температуре 27 °С и давлении 100 кПа и разделен пополам подвижной перегородкой. Каково будет давление, если газ в одной половине нагреть до температуры 57 °С, а во второй половине температуру газа оставить без изменения?
6. Сосуд, содержащий 2 г гелия, разорвался при температуре 400 °С. Какое максимальное количество азота может храниться в таком сосуде при 30 °С и при пятикратном запасе прочности?
4 вариант
1. Рассчитайте давление газа в сосуде вместимостью 500 см3, содержащем 0,89 г водорода при температуре 17 °С.
2. Какова температура газа при давлении 100 кПа и концентрации молекул 1025 м-3?
3. Какое количество молекул содержится при температуре 20 °С и давлении 25 кПа в сосуде вместимостью 480 см3?
4. В баллоне содержится газ под давлением 2,8 МПа при температуре 280 К. Удалив половину массы газа, баллон перенесли в помещение с другой температурой. Какова температура в помещении, если давление газа в баллоне стало равным 1,5 МПа?
5. Сосуд, содержащий 5 л воздуха при давлении 100 кПа, соединяют с пустым сосудом вместимостью 4,5 л. Какое давление установится в сосудах, если температура не меняется?
6. Какое количество молекул воздуха выходит из комнаты объемом 120 м3 при повышении температуры от 15 до 25 °С? Атмосферное давление нормальное.
Ответы на контрольную работу по физике Молекулярно-кинетическая теория идеального газа 10 класс
1 вариант
1. 1,3 кг
2. 227 °С
3. 1,1 кг/м3
4. ≈ 1186 м/с
5. ≈ 1,6 кг/м
6. 75 г
2 вариант
1. ≈ 3,1 м3
2. ≈ 1,1 ⋅ 10-20 Дж
3. Гелий
4. 356 °С
5. ≈ 141 кПа
6. 2 · 1025
3 вариант
1. 200 К
2. 5 · 10-9 Па
3. ≈ 480 м/с
4. ≈ 8,8 · 104 Па
5. 105 кПа
6. 6 г
4 вариант
1. ≈ 2,1 МПа
2. 452 °С
3. 3 · 1021
4. 300 К
5. 5,3 · 104 Па
6. ≈ 8,4 · 1024
Контроль знаний по теме «Основы МКТ идеального газа»
Контрольная работа по теме: «МКТ идеального газа». Вариант №1
1. Каковы показания термометра по шкале Кельвина при температуре 200С?
2. Как изменится давление идеального газа при увеличении температуры и объема газа в 4 раза? А) увеличится в 4 раза Б) уменьшится в 4 раза В) не изменится
3. Определите, при какой температуре средняя квадратичная скорость молекул кислорода равна
500 м/с.
4. Чему равна концентрация молекул кислорода, если давление его равно 0,2 МПа, а средняя квадратичная скорость молекул составляет 700 м/с?
5. Объем пузырька газа, всплывающего на поверхность со дна озера, увеличился в 2 раза. Определить глубину озера. Температура воздуха на поверхности озера 27 °С, а на его дне 17 °С. Атмосферное давление нормальное.
6. Сосуд, содержащий 5 л воздуха при давлении 100 кПа, соединяют с пустым сосудом вместимостью 4,5 л. Какое давление установится в сосудах, если температура не меняется?
7. Назовите процессы, происходящие с газом и изобразите графики этих процессов в координатах р,Т и V,Т.
Контрольная работа по теме: «МКТ идеального газа». Вариант №2
1. Чему равны показания термометра по термодинамической шкале при температуре кипения воды?
А) 273 К Б) 293 К В)373 К Г) 100 К
2. Как изменится давление идеального газа при уменьшении температуры и объема газа в 2 раза?
А) увеличится в 2 раза Б) уменьшится в 2 раза В) не изменится
3. Какова средняя квадратичная скорость молекул гелия при температуре 27 0С?
4. Вычислить массу одной молекулы сернистого газа SO2, число молекул и количество вещества
1 кг этого газа при нормальных условиях.
5. Газ в сосуде находится под давлением 2 атм при температуре 127 °С. Определить давление газа после того, как половина массы газа выпущена из сосуда, а температура понижена на 50 °С.
6.Какое количество молекул воздуха выходит из комнаты объемом 120 м3 при повышении температуры от 15 до 25 °С? Атмосферное давление нормальное.
7. Назовите процессы, происходящие с газом и изобразите
графики этих процессов в координатах р,Т и V,Т.
Контрольная работа по теме: «МКТ идеального газа». Вариант №3
1. Каковы показания термометра по шкале Кельвина при температуре 35 0С?
А) 235 К Б) 308 К В)373 К Г) 20 К
2. Как изменится давление идеального газа при увеличении температуры в 2 раза и уменьшении объема газа в 4 раза?
А) увеличится в 8 раз Б) уменьшится в 2 раза В) не изменится
3. При температуре 320 К средняя квадратичная скорость молекул кислорода 500 м/с. Определите массу молекулы кислорода, не пользуясь таблицей Менделеева.
4. Какова средняя скорость движения молекул газа, который занимает объём 5 м3 при давлении
200 кПа и имеет массу 6 кг?
5. 3 моль водорода находятся в сосуде при температуре Т. Чему равна температура 3 моль кислорода в сосуде того же объема и при том же давлении? (Водород и кислород считать идеальными газами)
6.Два сосуда с газом вместимостью 3 л и 4 л соединяют между собой. В первом сосуде газ находится под давлением 200 кПа, а во втором — 100 кПа. Найдите давление, под которым будет находиться газ, если температура в сосудах одинакова и постоянна.
7. Назовите процессы, происходящие с газом и изобразите эти процессы в координатах р,Т и V,Т.
Контрольная работа по теме: «МКТ идеального газа». Вариант 4
1. Какова масса кислорода, у которого количество вещества равно 500 моль?
А) 32 кг В) 16 кг С) 8 кг D) 4 кг
2. Воздух, находящийся в сосуде при атмосферном давлении и при температуре t1 = 20°С нагревают до температуры t2 = 60°С. Найдите давление воздуха после его нагревания.
А) 1,1 · 105 Па Б) 1,25 · 105 Па В) 1,15 · 105 Па Г)1,3 · 105 Па Д) 1,2 · 105 Па
3. Давление газа в лампе 4,4 · 104 Па, а его температура 47 °С. Какова концентрация атомов газа?
4. В сосуде объемом 30 л находится смесь газов: 28 г азота и 16 г кислорода. Давление смеси газов равно 10
5. Чему равна температура гелия, если средняя квадратичная скорость поступательного движения его молекул равна скорости молекул кислорода при температуре 500 оС.
6.Какое количество молекул газа находится в единице объема сосуда под давлением 150 кПа при температуре 273 °С?
7. Назовите процессы, происходящие с газом и изобразите эти процессы в координатах р,V и V,Т.
Самостоятельная работа по физике на тему «Основные положения МКТ» 10класс.
Самостоятельная работа по теме «Основные положения МКТ». 10 класс.
№1. 1. Найти число молекул в 2кг углекислого газа.
2. Записать основное уравнение МКТ.
№2.1. Какова концентрация газа, если в сосуде объёмом 2 литра находится 0,35 моля газа?
2. Чему равна относительная молекулярная масса золота?
№.3.1. Определить концентрацию 0,5 моля идеального газа, занимающего объём 3,5·10¯3 м3.
2. Чему равна молярная масса серебра?
№4.1. Какова средняя скорость движения молекул газа массой 4 кг, объёмом 3м3 при давлении 150 кПа?
2.Чему равна относительная молекулярная масса железа?
№5.1.Каково давление воздуха, если средняя скорость его молекул 450м/с?
2.Чему равна относительная молекулярная масса фтора?
№6.1.Каково давление азота, если средняя скорость его молекул 500м/с?
2.Чему равна относительная молекулярная масса аргона?
№7.1.Скорость движения молекул газа 400м/с, а плотность газа 1,5кг/м3. Определить давление газа, если это скорость средняя.
2.Из основного уравнения МКТ вывести среднюю кинетическую энергию.
№8.1.Плотность газа 1,3кг/м3, а средняя скорость движения его молекул 500м/с. Какое давление оказывает газ на стенки сосуда?
2.Из основного уравнения МКТ вывести концентрацию газа.
№9.1.Определить концентрацию молекул в баллоне, если объём баллона равен 3·10¯3 м3, при этом в нём находится 2 моля газа.
2.Записать основное уравнение МКТ.
№10.1.Сколько молей составляет 25 литров воды?
2.Определить молярную массу гафния.
№11.1.Определить число молекул водорода в 1 м3, если давление равно 2·105 Па, а средняя скорость его молекул 2400 м/с.
2.Чему равна относительная молекулярная масса воды?
№12.1.Средняя скорость молекул 650м/с. Какое давление на стенки сосуда производят молекулы газа, если масса газа 12г, объём 1,3л.
2.Записать формулу для определения количества вещества.
№13.1.Какое давление на стенки сосуда производят молекулы газа, если масса газа 3г. Объём 0,5л, а средняя скорость молекул 500м/с?
2.Записать формулу для определения числа молекул.
№14.1.Определить среднюю кинетическую энергию движения молекул газа, если масса молекулы 5,3·10¯26 кг, а средняя скорость движения молекул 460м/с.
2.Определить молярную массу урана.
№15.1.Найти число молекул в 1,5 кг аргона.
2.Какой газ называют идеальным?
№16.1.Определить число молекул азота в 2 м3, если давление равно 105 Па, а а средняя скорость его молекул 1800м/с.
2.Чему равна относительная молекулярная масса соляной кислоты?
№17.1.Определить среднюю скорость движения молекул кислорода, если давление газа равно 1,2·105 Па.
2.Записать основное уравнение МКТ.
№18.1.Найти число молекул в 1,7 кг водорода.
2.Чему равна относительная молекулярная масса углекислого газа?
№19.1.Сколько молей содержится в 1,5 кг азота?
2.Чему равна относительная молекулярная масса серной кислоты?
№20.1.Определить объём газа при нормальном давлении, если масса газа равна 1 кг, а средняя скорость движения молекул 400м/с.
2.Чему равна относительная молекулярная масса натрия?
№21.1.Какое давление на стенки сосуда производит кислород, если средняя скорость его молекул 400м/с и число молекул в 1 см3 равно 2,7·1019?
2.Записать формулу связи давления и средней кинетической энергии.
№22.1.Вычислите среднюю скорость молекул азота при давлении 105 Па.
2.Записать формулу для определения количества вещества.
№23.1.Вычислите среднюю скорость молекул водорода при давлении 105Па.
2.Записать формулу для определения числа молекул.
№24.1.Чему равна средняя кинетическая энергия движения молекул 1м3 при давлении 105Па, если в сосуде находится 5·1022 молекул.
2.Записать формулу для определения количества вещества.
№25.1.Сколько молей содержится в 32г кислорода?
2.Из основного уравнения МКТ вывести среднюю скорость.
№26.1.Сколько молей содержится в 2кг водорода?
2.Записать основное уравнение МКТ.
№27.1.Найти число молекул в 3кг кислорода.
2.Из основного уравнения МКТ вывести массу молекул.
№28.1.Какова концентрация газа, если в сосуде объёмом 7,5л находится 1,2 моля газа?
2.Из основного уравнения МКТ выразить массу одной молекулы.
№29.1.Средняя скорость движения молекул кислорода 300 м/с. Определить его давление.
2.Дать характеристику веществам в газообразном состоянии.
№30.1.Определить массу молекулы газа, если при кинетической энергии 7,5·10¯20 Дж скорость движения молекул равна 500 м/с.
2.Дать характеристику веществам в жидком состоянии.
№31.1.Найти число молекул в 20 кг ртути.
2.Дать характеристику веществам в твёрдом состоянии.
№32.1.Вычислите среднюю скорость движения молекул кислорода при давлении 5·105 Па.
2.Чему равна атомная масса платины?
№33.1.Чему равна средняя кинетическая энергия движения молекул в 3м3 при давлении 7·105 Па, если в сосуде находится 1021 молекул?
2.На что указывает число Авогадро?
№34.1.Определить массу 2,7·1025 молекул углекислого газа.
2.Записать и объяснить основное уравнение МКТ.
№35.1.Масса одного атома водорода равна 1,6·10¯27 кг. Вычислите молярную массу этого газа.
2.Почему твёрдые тела сохраняют свою форму?
№36.1.Какова масса 15 моль ацетилена (С2Н2)?
2.Каким способом можно ускорить процесс засолки огурцов?
№37.1.Определить концентрацию молекул идеального газа, при давлении 105 Па и средней кинетической энергией движения его молекул 5,6·10¯27 Дж.
2.Определить относительную молекулярную массу висмута.
№38.Определить среднюю кинетическую энергию идеального газа, если в сосуде вместимостью 10 литров, содержится 6·1023 молекул, давление газа 105 Па.
2.Определить молярную массу озона (О3).
№39.1.Определить объём газа при нормальных условиях, если масса газа 1,2кг, а средняя скорость движения молекул 550м/с.
2.Записать формулу для определения числа молекул.
№40. 1.Определите плотность кислорода, если при давлении 3·105 Па, средняя скорость движения его молекул 550 м/с.
2.Определите молярную массу мышьяка.
№41.1.Выяислить число молекул, содержащихся в стакане воды объёмом 0,2литра.
2.На что указывает число Авогадро?
№42.1.Определить количество вещества, содержащегося в 5л воды.
2.Какой газ называют идеальным?
№43.1.Сколько молекул содержится в 10м3 железа?
2.Что такое диффузия?
№44.1.Определить число молекул в 5м3 алюминия, если его плотность равна 2700кг/м3.
2.Определить молярную массу радия.
Материалы для подготовки к контрольной работе «Основы МКТ и термодинамика» (10 класс)
Темы для подготовки к КР «Молекулярная физика и термодинамика»
Три основных положения молекулярно-кинетической теории.
Три агрегатных состояния вещества.
Что такое броуновское движение?
Что такое диффузия? В каком агрегатном состоянии диффузия проходит быстрее?
Основы МКТ — формулы
Основное уравнение МКТ. Средняя кинетическая энергия. Уравнение состояния идеального газа
Газовые законы. Графики изопроцессов
Определение влажности воздуха по психрометру.
Давление насыщенного пара
Твердые тела: кристаллические и аморфные и их свойства.
Формулы работы газа и количества теплоты
Количество теплоты парообразования, конденсации, нагревания, охлаждения, плавления, кристаллизации – формулы и график
Первый закон термодинамики
Второй закон термодинамики
Формулы КПД теплового двигателя. КПД для идеального теплового двигателя.
Примеры заданий контрольной работы
На графике представлено изменение температуры вещества с течением времени. В начальный момент вещество было в твердом состоянии. Какой участок графика соответствует процессу нагревания твердого тела?
Ответ: 12.
Пять металлических брусков (А, B, C, D, E) положили вплотную друг к другу, как показано на рисунке. Стрелки указывают направление теплопередачи от бруска к бруску. Температуры брусков в данный момент составляют 70 °С, 60 °С, 50 °С, 40 °С, 30 °С. Какой из брусков имеет температуру 60 °С?
Ответ: В.
Давление идеального газа при постоянной концентрации уменьшилось в 2 раза. Чему равно отношение конечной температуры к начальной?
Ответ: 0,5.
Идеальный газ получил количество теплоты 300 Дж и совершил работу 100 Дж. Чему равно изменение внутренней энергия газа? Ответ дайте в джоулях.
Ответ: 200.
Идеальная тепловая машина за цикл работы получает от нагревателя 100 Дж и отдает холодильнику 40 Дж. Каков КПД тепловой машины? (Ответ дайте в процентах.)
Ответ: 60.
Какой график соответствует изохорному процессу?
Ответ: 1
На рисунке представлены два термометра, используемые для определения относительной влажности воздуха с помощью психрометрической таблицы, в которой влажность указана в процентах.
Психрометрическая таблица представлена ниже.
Какой была относительная влажность воздуха в тот момент, когда проводилась съемка? (Ответ дайте в процентах.)
Ответ: 61%.
Неизменное количество идеального одноатомного газа в изохорическом процессе 1–2 поглощает количество теплоты 90 Дж. Затем газ изобарически переводят из состояния 2 в состояние 3. При этом температура газа в процессе 2–3 повышается на столько же, на сколько она повысилась в процессе 1–2. Какую работу совершает газ в процессе 2–3?
Ответ: 60.
Контрольная работа по физике Молекулярная физика 10 класс
Контрольная работа по физике Молекулярная физика 10 класс с ответами. Контрольная работа представлена в 5 вариантах, в каждом варианте по 8 заданий.
Вариант 1
A1. «Расстояние между соседними частицами вещества мало (они практически соприкасаются)». Это утверждение соответствует модели
1) только твердых тел
2) только жидкостей
3) твердых тел и жидкостей
4) газов, жидкостей и твердых тел
А2. При неизменной концентрации частиц идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул увеличилась в 3 раза. При этом давление газа
1) уменьшилось в 3 раза
2) увеличилось в 3 раза
3) увеличилось в 9 раз
4) не изменилось
А3. Чему равна средняя кинетическая энергия хаотического поступательного движения молекул идеального газа при температуре 27 °С?
1) 6,2 · 10-21 Дж
2) 4,1 · 10-21 Дж
3) 2,8 · 10-21 Дж
4) 0,6 · 10-21 Дж
А4. Какой из графиков, изображенных на рисунке, соответствует процессу, проведенному при постоянной температуре газа?
1) А
2) Б
3) В
4) Г
А5. При одной и той же температуре насыщенный пар в закрытом сосуде отличается от ненасыщенного пара в таком же сосуде
1) давлением
2) скоростью движения молекул
3) средней энергией хаотического движения
4) отсутствием примеси посторонних газов
B1. На рисунке показан график изменения давления идеального газа при его расширении.
Какое количество газообразного вещества (в молях) содержится в этом сосуде, если температура газа равна 300 К? Ответ округлите до целого числа.
В2. В сосуде неизменного объема находилась при комнатной температуре смесь двух идеальных газов, по 2 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 2 моль первого газа. Как изменились в результате парциальные давления газов и их суммарное давление, если температура газов в сосуде поддерживалась постоянной? К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) парциальное давление первого газа
Б) парциальное давление второго газа
В) давление газа в сосуде
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
1) увеличилось
2) уменьшилось
3) не изменилось
C1. Поршень площадью 10 см2 может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом, покоится на полу неподвижного лифта при атмосферном давлении 100 кПа, при этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Когда лифт поедет вверх с ускорением равным 4 м/с2, поршень сместится на 2,5 см. Какова масса поршня, если изменение температуры можно не учитывать?
Вариант 2
A1. «Расстояние между соседними частицами вещества в среднем во много раз превышает размеры самих частиц». Это утверждение соответствует
1) только модели строения газов
2) только модели строения жидкостей
3) модели строения газов и жидкостей
4) модели строения газов, жидкостей и твердых тел
А2. При неизменной концентрации молекул идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул изменилась в 4 раза. Как изменилось при этом давление газа?
1) в 16 раз
2) в 2 раза
3) в 4 раза
4) не изменилось
А3. При какой температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа равна 6,21 · 10-21 Дж?
1) 27 °С
2) 45 °С
3) 300 °С
4) 573 °С
А4. На рисунке показаны графики четырех процессов изменения состояния идеального газа. Изохорным нагреванием является процесс
1) А
2) В
3) С
4) D
А5. При одной и той же температуре насыщенный водяной пар в закрытом сосуде отличается от ненасыщенного пара
1) концентрацией молекул
2) средней скоростью хаотического движения молекул
3) средней энергией хаотического движения
4) отсутствием примеси посторонних газов
B1. Два сосуда, наполненные воздухом под давлением 800 кПа и 600 кПа, имеют объемы 3 ли 5 л соответственно. Сосуды соединяют трубкой, объемом которой можно пренебречь по сравнению с объемами сосудов. Найдите установившееся в сосудах давление. Температура постоянна.
В2. Установите соответствие между названием физической величины и формулой, по которой ее можно определить.
НАЗВАНИЕ
А) количество вещества
Б) масса молекулы
В) число молекул
ФОРМУЛА
1) m/V
2) ν · NА
3) m/NА
4) m/M
5) N/V
C1. Поршень площадью 10 см2 массой 5 кг может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом, покоится на полу неподвижного лифта при атмосферном давлении 100 кПа, при этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Каким станет это расстояние, когда лифт поедет вниз с ускорением равным 3 м/с2? Изменение температуры газа не учитывать.
Вариант 3
A1. «Частицы вещества участвуют в непрерывном тепловом хаотическом движении». Это положение молекулярно-кинетической теории строения вещества относится к
1) газам
2) жидкостям
3) газам и жидкостям
4) газам, жидкостям и твердым телам
А2. Как изменится давление идеального одноатомного газа при увеличении средней кинетической энергии теплового движения его молекул в 2 раза и уменьшении концентрации молекул в 2 раза?
1) увеличится в 4 раза
2) уменьшится в 2 раза
3) уменьшится в 4 раза
4) не изменится
А3. Чему равна средняя кинетическая энергия хаотического поступательного движения молекул идеального газа при температуре 327 °С?
1) 1,2 · 10-20 Дж
2) 6,8 · 10-21 Дж
3) 4,1 · 10-21 Дж
4) 7,5 кДж
А4. На VТ-диаграмме приведены графики изменения состояния идеального газа. Изобарному процессу соответствует линия графика
1) А
2) Б
3) В
4) Г
А5. В сосуде, содержащем только пар и воду, поршень двигают так, что давление остается постоянным. Температура при этом
1) не изменяется
2) увеличивается
3) уменьшается
4) может как уменьшаться, так и увеличиваться
B1. Два сосуда с объемами 40 ли 20 л содержат газ при одинаковых температурах, но разных давлениях. После соединения сосудов в них установилось давление 1 МПа. Каково было начальное давление в большем сосуде, если начальное давление в меньшем сосуде 600 кПа? Температуру считать постоянной.
В2. В сосуде неизменного объема находилась при комнатной температуре смесь двух идеальных газов, по 2 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 2 моль второго газа. Как изменились в результате парциальные давления газов и их суммарное давление, если температура газов в сосуде поддерживалась постоянной? К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) парциальное давление первого газа
Б) парциальное давление второго газа
В) давление газа в сосуде
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
1) увеличилось
2) уменьшилось
3) не изменилось
C1. Поршень массой 5 кг может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом, покоится на полу неподвижного лифта при атмосферном давлении 100 кПа, при этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Когда лифт поедет вниз с ускорением равным 2 м/с2, поршень сместится на 1,5 см. Какова площадь поршня, если изменение температуры газа не учитывать?
Вариант 4
А1. В жидкостях частицы совершают колебания возле положения равновесия, сталкиваясь с соседними частицами. Время от времени частица совершает прыжок к другому положению равновесия. Какое свойство жидкостей можно объяснить таким характером движения частиц?
1) малую сжимаемость
2) текучесть
3) давление на дно сосуда
4) изменение объема при нагревании
А2. В результате охлаждения одноатомного идеального газа его давление уменьшилось в 4 раза, а концентрация молекул газа не изменилась. При этом средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа
1) уменьшилась в 16 раза
2) уменьшилась в 2 раза
3) уменьшилась в 4 раза
4) не изменилась
А3. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа в баллоне равна 4,14 · 10-21 Дж. Чему равна температура газа в этом баллоне?
1) 200 °С
2) 200 К
3) 300 °С
4) 300 К
А4. На рисунке показан цикл, осуществляемый с идеальным газом. Изобарному нагреванию соответствует участок
1) АВ
2) DA
3) CD
4) BC
А5. При уменьшении объема насыщенного пара при постоянной температуре его давление
1) увеличивается
2) уменьшается
3) для одних паров увеличивается, а для других уменьшается
4) не изменяется
B1. На рисунке показан график зависимости давления газа в запаянном сосуде от его температуры.
Объем сосуда равен 0,4 м3. Сколько молей газа содержится в этом сосуде? Ответ округлите до целого числа.
В2. Установите соответствие между названием физической величины и формулой, по которой ее можно определить.
НАЗВАНИЕ
А) концентрация молекул
Б) число молекул
В) масса молекулы
ФОРМУЛА
1) m/V
2) ν · NА
3) m/NА
4) m/M
5) N/V
C1. Поршень площадью 15 см2 массой 6 кг может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом, покоится на полу неподвижного лифта при атмосферном давлении 100 кПа. При этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Когда лифт начинает двигаться вверх с ускорением, поршень смещается на 2 см. С каким ускорением движется лифт, если изменение температуры газа можно не учитывать?
Вариант 5
A1. Наименьшая упорядоченность в расположении частиц характерна для
1) газов
2) жидкостей
3) кристаллических тел
4) аморфных тел
А2. Как изменится давление идеального одноатомного газа, если среднюю кинетическую энергию теплового движения молекул и концентрацию уменьшить в 2 раза?
1) Увеличится в 4 раза
2) Уменьшится в 2 раза
3) Уменьшится в 4 раза
4) Не изменится
А3. При какой температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа равна 6,21 · 10-21 Дж?
1) 27 К
2) 45 К
3) 300 К
4) 573 К
А4. На рисунке показан цикл, осуществляемый с идеальным газом. Изобарному охлаждению соответствует участок
1) АВ
2) DA
3) CD
4) BC
А5. В сосуде под поршнем находятся только насыщенные пары воды. Как будет меняться давление в сосуде, если начать сдавливать пары, поддерживая температуру сосуда постоянной?
1) Давление будет постоянно расти
2) Давление будет постоянно падать
3) Давление будет оставаться постоянным
4) Давление будет оставаться постоянным, а затем начнет падать
B1. На рисунке. показан график изотермического расширения водорода.
Масса водорода 40 г. Определите его температуру. Молярная масса водорода 0,002 кг/моль. Ответ округлите до целого числа.
В2. Установите соответствие между названием физической величины и формулой, по которой ее можно определить.
НАЗВАНИЕ
А) плотность вещества
Б) количество вещества
В) масса молекулы
ФОРМУЛА
1) N/V
2) ν · NА
3) m/NА
4) m/M
5) m/V
C1. Поршень площадью 10 см2 массой 5 кг может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом, покоится на полу неподвижного лифта при атмосферном давлении 100 кПа, при этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Каким станет это расстояние, когда лифт поедет вверх с ускорением равным 2 м/с2? Изменение температуры газа не учитывать.
Ответы на контрольную работу по физике Молекулярная физика 10 класс
Вариант 1
А1-3
А2-2
А3-1
А4-3
А5-1
В1. 20 моль
В2. 123
С1. 5,56 кг
Вариант 2
А1-1
А2-3
А3-1
А4-3
А5-1
В1. 675 кПа
В2. 432
С1. 22,22 см
Вариант 3
А1-4
А2-4
А3-1
А4-1
А5-1
В1. 1,2 МПа
В2. 213
С1. 9,3 см2
Вариант 4
А1-2
А2-3
А3-2
А4-1
А5-4
В1. 16 моль
В2. 523
С1. 3,89 м/с2
Вариант 5
А1-1
А2-3
А3-3
А4-3
А5-3
В1. 301 К
В2. 543
С1. 18,75 см
Контрольная работа по физике 10 класс по теме Основы МКТ
Вариант 1.
Найдите количество вещества, содержащееся в алюминиевой отливке массой 135 г. Какую массу имеет железная отливка, если в ней содержится такое же количество вещества, что и в алюминиевой? Молярная масса алюминия равна 0,027 кг/моль, железа — 0,056 кг/моль.
Как изменится давление газа, если концентрация его молекул увеличится в 3 раза, а средняя квадратичная скорость молекул уменьшится в 3 раза?
При температуре 33о С давление газа в закрытом сосуде было 75000 Па. Каким будет давление при температуре 13о С?
При комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении допускается вытекание метана в бытовой газовой плите не более 1,1 • 10 — 8 м 3/с. Определите количество молекул газа, появившихся в комнате вследствие такого вытекания, если плита была включена в течение трех часов.
Вариант 2.
Какова средняя квадратичная скорость движения молекул газа, если имея массу 6 кг, он занимает объём 5м3 при давлении 200кПа?
Вычислите число молекул, содержащихся в углекислом газе (СО2) массой 2 г. Какова масса воздуха, в которой содержится такое же число молекул, что и в углекислом газе? Во сколько раз масса воздуха меньше массы углекислого газа? Молярная масса воздуха равна 0,029 кг/моль.
В цилиндре под поршнем находится 6*10-3 м3 газа при температуре 323 К. До какого объема необходимо изобарно сжать этот газ, чтобы его температура понизилась до 223 К?
В баллоне радиолампы объемом 10 -4 м3 находится 4,1×1014молекул воздуха. Определите концентрацию молекул, находящихся в лампе. С какой средней квадратичной скоростью движутся молекулы воздуха, если давление в лампе равно 13,3 мПа? Молярная масса воздуха равна 0,029 кг/моль.
Вариант 3
Найти давление давление азота, если средняя квадратичная скорость его молекул 500м/с, а его плотность 1,35кг/м3.
За 5 суток полностью испарилось 5×10 — 2 кг воды. Сколько в среднем молекул вылетало с поверхности воды за 1 с?
Газ находится в баллоне с температурой 273 К, его давление при этом было 4*105 Па, затем газ нагрели до 473 К. Найти его давление при этом, если объем баллона не меняется?
Зная постоянную Авогадро, вычислите массу атома и молекулы азота. Во сколько раз масса атома и молекулы кислорода больше массы атома и молекулы азота? Молярная масса атома азота равна 0,014 кг/моль, молекулы кислорода — 0,032 кг/моль.
Вариант 4.
Где больше атомов: в стакане воды или в стакане ртути? Во сколько раз?
В баллоне ёмкостью 25,6л находится 1,04кг азота при давлении 3,5 МПа. Определить температуру газа. Молярная масса азота 0,028 кг/моль.
Расстояние между центрами соседних атомов золота равно 2,9 • 10 — 10 м. Сколько атомов уложится по толщине листочка золота толщиной 0,1 мкм?
Вычислите среднюю квадратичную скорость движения молекул аргона, если известно, что газ находится в сосуде под давлением 3х105 Па и имеет плотность 1 кг/м3. С какой кинетической энергией движутся молекулы аргона, если молярная масса аргона равна 0,04 кг/моль?
Тест по физике (10 класс) на тему: Интерактивный тест по теме «Основы молекулярно-кинетической теории идеального газа»
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Тесты по теме «Молекулярно-кинетическая теория», 10 классПредставлено 10 блоков тестов по теме «МКТ» с ответами, физика 10 кл. В тестах охвачены все вопросы, касающиеся данной темы….
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газаОпорный конспект для подкотовки к итоговой аттестации по теме «Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа»…
Презентация ТЕСТ ТРЕНИРОВОЧНЫЙ ПО ТЕМЕ ОСНОВЫ МКТ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗАТЕС ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЗНАНИЙ ПО ТЕМЕ «ОСНОВЫ МКТ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА». ЭТО ИНТЕРАКТИВНЫЙ ТЕСТ. В НЁМ ЕСТЬ ССЫЛКИ НА ПОВТОРИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ, ЕСЛИ ОТВЕТ НЕВЕРНЫЙ….
Информационная карта по физике. 10 класс. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.Информационная карта по физике для 10 класса вечерней школы по теме: «Идеальный газ.Основное уравнение молекулярно-кинетической теории»….
Урок физики : «Идеальный газ в молекулярно-кинетической теории. Основное уравнение молекулярно- кинетической теории газа.»План-конспект урока физики «Идеальный газ в молекулярно-кинетической теории. Основное уравнение молекулярно- кинетической теории газа.»…
Тест на закрепление темы Уравнение состояния идеального газаТест на закрепление темы Уравнение состояния идеального газа с код правильных ответов на 2 варианта….
Контрольная работа «Основы молекулярно-кинетической теории идеального газа»Контрольная работа «Основы молекулярно-кинетической теории идеального газа»…
Идеальные газы и закон идеального газа: pV = nRT
Температура, Т
Температура должна быть в градусах Кельвина. Не забудьте добавить 273, если вам дана температура в градусах Цельсия.
Использование уравнения идеального газа
Расчеты с использованием уравнения идеального газа включены в мою книгу расчетов (см. Ссылку в самом низу страницы), и я не могу повторить их здесь. Однако есть пара расчетов, которые я не выполнил в книге, которые дают разумное представление о том, как работает уравнение идеального газа.
Молярный объем по стандарту
Если вы выполнили простые вычисления по уравнениям, вы, вероятно, использовали молярный объем газа.
1 моль любого газа занимает 22,4 дм. 3 при stp (стандартные температура и давление, принимаемые как 0 ° C и давление в 1 атмосферу). Вы также могли использовать значение 24,0 дм 3 при комнатной температуре и давлении (принятое примерно за 20 ° C и 1 атмосферу).
На самом деле эти цифры верны только для идеального газа, и мы посмотрим, откуда они берутся.
Мы можем использовать уравнение идеального газа, чтобы вычислить объем 1 моля идеального газа при 0 ° C и давлении 1 атмосфера.
Во-первых, мы должны правильно определить единицы.
0 ° C составляет 273 K. T = 273 K
1 атмосфера = 101325 Па. P = 101325 Па
Мы знаем, что n = 1, потому что мы пытаемся вычислить объем 1 моля газа.
И, наконец, R = 8.31441 J K -1 моль -1 .
Вставка всего этого в уравнение идеального газа и последующее преобразование дает:
И, наконец, поскольку нас интересует объем в кубических дециметрах, вы должны не забыть умножить его на 1000, чтобы преобразовать кубические метры в кубические дециметры.
Таким образом, молярный объем идеального газа составляет 22,4 дм. 3 при стандартном давлении.
И, конечно же, вы можете повторить этот расчет, чтобы найти объем 1 моля идеального газа при комнатной температуре и давлении — или при любой другой температуре и давлении.
Определение относительной формулы массы газа по его плотности
Это примерно так же сложно, как и при использовании уравнения идеального газа.
Плотность этана 1.264 г дм -3 при 20 ° C и 1 атмосфере. Рассчитайте относительную формульную массу этана.
Значение плотности означает, что 1 дм 3 этана весит 1,264 г.
Опять же, прежде чем мы сделаем что-нибудь еще, разберитесь с неудобными юнитами.
Давление в 1 атмосферу составляет 101325 Па.
Объем 1 дм 3 нужно пересчитать в кубические метры, разделив на 1000. У нас объем 0,001 м 3 .
Температура 293 К.
Теперь представьте все числа в форме уравнения идеального газа, которое позволяет вам работать с массами, и измените его, чтобы вычислить массу 1 моля.
Масса 1 моля чего-либо — это просто относительная масса по формуле в граммах.
Таким образом, относительная формула массы этана равна 30,4, на 3 сигн.
Теперь, если вы сложите относительную формулу массы этана, C 2 H 6 , используя точные значения относительных атомных масс, вы получите ответ 30.07 до 4 значащих цифр. Что отличается от нашего ответа — так что не так?
Есть две возможности.
Возможно, я использовал неверное значение плотности. Я снова подсчитал, используя немного другое значение, указанное при другой температуре из другого источника. На этот раз я получил ответ 30,3. Таким образом, значения плотности могут быть не совсем точными, но они оба дают примерно одинаковый ответ.
Этан — не идеальный газ.Ну конечно не идеальный газ — такого не бывает! Однако, если предположить, что значения плотности близки к правильным, ошибка находится в пределах 1% от ожидаемого. Так что, хотя этан не совсем похож на идеальный газ, он не за горами.
Если вам нужно знать о настоящих газах, сейчас самое время прочитать о них.
.Определение, значения и единицы ~ ChemistryGod
Идеальная газовая постоянная также известна как универсальная газовая постоянная, или молярная газовая постоянная, или просто газовая постоянная. Это очень важная константа в химии и физике. Обозначается он как R . Размерность газовой постоянной выражается в энергии на единицу моля на единицу температуры. Значение газовой постоянной в системе СИ составляет 8,314 Дж моль −1 K −1 . Газовая постоянная имеет те же единицы, что и энтропия и молярная теплоемкость.
Происхождение символа R для идеальной газовой постоянной до сих пор неясно. Некоторые говорят, что символ газовой постоянной назван в честь французского химика Анри Реньо. Он известен своими работами по измерению тепловых свойств газов.
Содержание
Определение постоянной идеального газа
Постоянная идеального газа — это константа пропорциональности в уравнении идеального газа. Это отношение произведения давления и объема к произведению моля и температуры.
Формула газовой постоянной
Формула газовой постоянной из уравнения закона идеального газа:
, где P — давление идеального газа,
V — объем, который занимает газ,
n — количество молей газа,
и T — температура в кельвинах.
Единица измерения постоянной идеального газа в системе СИ
Единица измерения постоянной идеального газа в системе СИ может быть определена как:
Единица измерения давления в системе СИ — Па или Н · м −2 .
Итак, Н · м эквивалентен джоуля, который является единицей энергии в системе СИ.
Значение постоянной идеального газа в единицах СИ
В STP ( P = 101 325 Па, T = 273,15 K) молярный объем или объем на моль составляет 22,414 × 10 −3 м 3 моль -1 . Следовательно, мы можем рассчитать значение R как
Это приблизительное значение постоянной идеального газа.
На 26 -й Генеральной конференции по мерам и весам (CGPM) пересмотренное и точное значение газовой постоянной составляет 8.314 462 618 153 24 Дж моль −1 K −1 .
Значения идеальной постоянной в разных единицах
Значение R в разных единицах представлено в таблице ниже.
| Значение | Единица |
|---|---|
| 8,314 462618153 24 | Дж моль −1 K −1 |
| 8 314,462 618 153 24 | Дж кмоль −1 K −1 |
| 8.314462618153 24 × 10 7 | эрг моль −1 K −1 |
| 8.314 462618153 24 × 10 3 | а.е.м. 2 с — 2 K −1 |
| 8.205 733 8 (47) × 10 −5 | m 3 атм моль −1 K −1 |
| 0,082 057 338 (47) | л атм моль −1 K −1 |
| 1.987203 6 (11) | кал. Моль −1 K −1 |
| 62,363 577 (36) | мм рт. Ст. Л моль −1 K −1 |
| 62,363 577 (36 ) | торр л моль −1 K −1 |
| 1 545,348 96 (3) | фут-фунт f фунт-моль −1 K −1 |
| 1.985 88 | БТЕ фунт-моль −1 R −1 |
| 998.970 1 (17) | футов 3 мм рт. |
Удельная газовая постоянная
Удельная газовая постоянная — это версия идеальной газовой постоянной в массовой форме, а не в молярной. Он определяется как отношение постоянной идеального газа к молярному газу газа. Он имеет размерность энергии на единицу массы на единицу абсолютной температуры.Единица СИ — Дж кг −1 K −1 . Он обозначается как R sp .
, где M w — молярная масса или молекулярная масса газа.
Молекулярная масса газообразного водорода составляет 2 г · моль -1 . Итак, R sp для водорода рассчитывается как:
Аналогично, для воздуха с молекулярной массой 28,84 г моль −1 .
Кроме того, удельная газовая постоянная находится в соотношении Майера.
, где c p — удельная газовая постоянная при постоянном давлении, а c v — удельная теплоемкость при постоянном объеме.
Удельная газовая постоянная очень полезна в инженерных приложениях термодинамики.
Постоянная Больцмана и постоянная идеального газа
Постоянная идеального газа и постоянная Больцмана ( k B ) связаны постоянной Авогадро ( N A ).Постоянная Больцмана — это отношение постоянной идеального газа к постоянной Авогадро.
Используя уравнение
,, где м — масса молекулы газа.
Газовая постоянная в других важных уравнениях
Помимо приведенных выше уравнений, газовая постоянная также находится во многих других важных уравнениях химии. Некоторые из этих уравнений обсуждаются ниже.
Уравнение Нернста
Уравнение Нернста — это уравнение в электрохимии, которое связывает потенциал электрохимической реакции с потенциалом стандартного электрода.Уравнение названо в честь немецкого химика Вальтера Нернста. Для электрохимической полуячейки уравнение Нернста:
, где:
E красный — приведенный потенциал полуэлемента при температуре T ,
E ⊖
красный — стандартный потенциал полуячейки,
α красный и α ox — активности восстановленных и окисленных частиц,
и z и F — количество перенесенных электронов и постоянная Фарадея.
Уравнение Аррениуса
Уравнение Аррениуса — важное уравнение, используемое в химической кинетике. Используется для определения константы скорости k .
, где A — постоянная Аррениуса, а E a — энергия активации.
Связанные статьи
.законов о газе
законов о газеЗакон о газе
Одна из самых удивительных особенностей газов является что, несмотря на большие различия в химических свойствах , все газы более или менее соблюдают газовые законы . Газовые законы имеют дело как газы ведут себя по отношению к давлению, объему, температуре и количество.Давление
Газы — единственное состояние вещества, которое может быть сжато очень сильно или расширено, чтобы заполнить очень большой пространство. Давление сила на единицу площади, рассчитанная путем деления силы на область на который действует сила. Сила земного притяжения действует на воздух молекулы в создать силу воздуха, толкающего землю. Эта называется атмосферный давление .Используемые единицы давления: паскаль (Па), стандартная атмосфера (атм) и торр. 1 атм — это среднее давление на уровне моря.Обычно он используется как стандартная единица измерения давление. Однако единица СИ — это паскаль. 101 325 паскалей равно 1 атм.
Для лабораторных работ атмосфера очень большой. Более удобная единица — торр. 760 торр равно 1 атм. Торр — это та же единица, что и мм рт. Ст. (Миллиметр Меркурий). Это давление, необходимое для поднятия трубки с ртутью 1. миллиметр.
Законы газа: давление Объем Температурные отношения
Закон Бойля: Давление-Объем Закон
Роберт Бойл (1627–1691)Закон Бойля или давление-объем Закон гласит, что объем данного количества газа, удерживаемого при постоянном температура изменяется обратно пропорционально приложенному давлению, когда температура и масса постоянны.
Другой способ описать это — сказать, что их продукты постоянны.
PV = C
Когда давление повышается, объем понижается. когда
объем увеличивается, давление падает.
Из приведенного выше уравнения можно вывести:
P 1 V 1 = П 2 В 2 знак равно P 3 V 3 и т. Д.
Это уравнение утверждает, что произведение
начальный объем и давление равны произведению объема и давления
после смены одного из них при постоянной температуре. Например,
если начальный объем был 500 мл при давлении 760 торр, когда объем
сжат до 450 мл, какое давление?
Вставьте значения:
P 1 V 1 = П 2 В 2
(760 торр) (500 мл) = P 2 (450
мл)
760 торр x 500 мл / 450 мл = P 2 844 торр = P 2
Давление после сжатия 844 торр.
Закон Чарльза: температура-объем Закон
Жак Чарльз (1746 — 1823)Этот закон гласит, что объем данного количество газа, находящегося под постоянным давлением, прямо пропорционально Температура Кельвина.
В т
Как и прежде, можно ввести константу:
В / Т = С
По мере увеличения громкости температура также
идет вверх, и наоборот.
То же, что и раньше, начальный и конечный тома
и температуры при постоянном давлении могут быть рассчитаны.
В 1 / Т 1 = В 2 / T 2 = В 3 / т 3 пр.
Закон Гей-Люссака: давление Температурный закон
Джозеф Гей-Люссак (1778-1850)Этот закон гласит, что давление данного количество газа, удерживаемого при постоянном объеме, прямо пропорционально Кельвину. температура.
п т
Как и прежде, можно ввести константу:
P / T = C
При повышении температуры давление будет расти.
Как и раньше, можно рассчитать начальное и конечное давление и температуру при постоянном объеме.
P 1 / T 1 = P 2 / T 2 = P 3 / т 3 и т.п.
Закон Авогадро: Объем Закон о суммах
Амедео Авогадро (1776-1856)
Дает соотношение между объемом и суммой когда давление и температура поддерживаются постоянными. Запомните сумму измеряется в молях. Кроме того, поскольку объем является одной из переменных, это означает, что контейнер, содержащий газ, в некотором роде гибкий и может расширять или сокращать.
Если количество газа в баллоне увеличивается, громкость увеличивается.Если количество газа в баллоне уменьшается, громкость уменьшается.
В п.
Как и раньше, можно ввести константу:
V / n = C
Это означает, что объемная доля всегда будет одним и тем же значением, если давление и температура остаются постоянными.
В 1 / n 1 = В 2 / n 2 = В 3 / п 3 и т.п.
Закон о комбинированном газе
Теперь мы можем объединить все, что у нас есть, в одно пропорция:Объем данного количества газа пропорционален к соотношению его температуры Кельвина и его давления.
Как и раньше, можно ввести константу:
PV / T = C
При повышении давления температура также
идет вверх, и наоборот.
То же, что и раньше, начальный и конечный тома
и температуры при постоянном давлении могут быть рассчитаны.
P 1 V 1 / т 1 = P 2 V 2 / T 2 = P 3 V 3 / T 3 и т. Д.
Закон об идеальном газе
Все предыдущие законы предполагают, что газ измеряется идеальный газ , газ, который им всем точно подчиняется. Но в широком диапазоне температуры, давления и объема реальные газы немного отклоняются от идеала. Поскольку, по словам Авогадро, то же самое объемы газа содержат такое же количество молей, теперь химики могут определить формулы газообразных элементов и их формульные массы. Идея газовый закон:PV = nRT
Где n — количество молей число молей и R — это константа, называемая универсальным газом константа и равна примерно 0.0821 Л-атм / моль-К.
ПРИМЕР 1:
Воздушный шар, который Чарльз использовал в своей исторической
Полет в 1783 г. был заполнен около 1300 молей H 2 .
Если наружная температура составляла 21 o C, а атмосферное давление
750 мм рт. ст., каков объем баллона?
| Кол-во | Исходные данные | Преобразование | Данные с собственными единицами |
| П | 750 мм рт. Ст. | x 1 атм / 760 торр = | 0.9868 атм |
| В | ? | | ? |
| n | 1300 моль H 2 | | 1300 моль H 2 |
| Р | 0,0821 л-атм / моль-К | | 0.0821 Л-атм / моль-К |
| Т | 21 или С | + 273 = | 294 К |
V = nRT / P ; В = (1300 моль) (0,0821 л-атм / моль-К) (294 К) / (0,9868 атм) = 31798,358 л = 3,2 x 10 4 L.
Другие формы закона о газе
Если определение родинки включено в уравнение, результат:PV = gRT / FW
или
FW = gRT / PV
Это уравнение обеспечивает удобный способ определение формулы веса газа, если масса, температура, объем и давление газа известно (или может быть определено).
ПРИМЕР 2:
0,1000 г образца соединения с эмпирическим
формула CHF 2 выпаривают в колбу емкостью 256 мл при температуре
22,3 o C. Давление в колбе измеряется равным
70,5 торр. Какова молекулярная формула соединения?
| Кол-во | Исходные данные | Преобразование | Данные с собственными единицами |
| П | 70.5 торр | x 1 атм / 760 торр = | 0,0928 атм |
| В | 256 мл | x 1 л / 1000 мл = | 0,256 л |
| г | 0,1000 г образец | | 0,1000 г |
| Р | 0.0821 Л-атм / моль-К | | 0,0821 л-атм / моль-К |
| Т | 22,3 или С | + 273 = | 295,3 тыс. |
| FW | ? | | ? |
FW = gRT / PV ; В = (0.1000 г) (0,0821 л-атм / моль-К) (295,3 К) / (0,0928 атм) (0,256 л) = 102 г / моль
FW из CHF 2 = 51,0 г / моль ; 102 / 51,0 = 2; C 2 H 2 F 4
Если приведенное выше уравнение изменится дальше,
г / V = P x FW / RT = плотность
вы получите выражение плотности газа в зависимости от T и FW .
ПРИМЕР 3:
Сравните плотность He и воздуха (средняя FW = 28 г / моль) при 25,0 o ° C и 1,00 атм.
d He = (4,003 г / моль) (1,00 атм) / (0,0821 л-атм / моль-K) (298 K) = 0,164 г
/ L
d воздух = (28,0 г / моль) (1,00 атм) / (0,0821 л-атм / моль-К) (298 К) = 1,14 г /
L
ПРИМЕР 4:
Сравните плотность воздуха на 25.0 o С и воздух при 1807 o ° C и 1,00 атм.
d He = (28,0 г / моль) (1,00 атм) / (0,0821 л-атм / моль-К) (298 К) = 1,14 г /
L
d воздух = (28,0 г / моль) (1,00 атм) / (0,0821 л-атм / моль-K) (2080 K) = 0,164 г
/ L
Парциальное давление
Джон Дальтон (1766-1844)Закон парциальных давлений Дальтона состояний что полное давление смеси непрореагировавших газов складывается из их индивидуальные парциальные давления.
P всего = P a + P b + P c + …
или
P всего = n a RT / В + n b RT / V + n c RT / V + …
или
P итого = ( n a + n b + n c + …) РТ / В
Давление в колбе со смесью 1 моль 0,20 моль O 2 и 0,80 моль N 2 будет быть таким же, как та же колба, вмещающая 1 моль O 2 .
Парциальные давления полезны, когда газы собирается путем пропускания через воду (вытеснение). Собранный газ насыщен водяным паром, который составляет общее количество молей газа в баллоне.
ПРИМЕР 5:
Образец H 2 был приготовлен в лаборатория по реакции:
мг (тв) + 2 HCl (водн.) MgCl 2 (водн.) + H 2 (г)
456 мл газа собрано на 22.0 o C.
Общее давление в колбе 742 торр. Сколько молей H 2 были собраны? Давление паров H 2 O при 22,0 o C
составляет 19,8 торр.
| Кол-во | Исходные данные | Преобразование | Данные с собственными единицами |
| P Всего | 742 торр | | |
| P h3O | 19.8 торр | | |
| P h3 | 742 торр — 19,8 торр = 722,2 торр | x 1 атм / 760 торр = | 0,9503 атм |
| В | 456 мл | x 1 л / 1000 мл = | 0,456 л |
| n | ? | | ? |
| Р | 0.0821 Л-атм / моль-К | | 0,0821 л-атм / моль-К |
| Т | 22 или С | + 273 = | 295 К |
n h3 = P h3 V / RT ; n h3 = (0,9503 атм) (0.456 л) / (0,0821 л-атм / моль-К) (295 К) = 0,0179 моль H 2 .
Неидеально Газы
Йоханнес Дидерик ван дер Ваальс (1837-1923)
Уравнение идеального газа (PV = nRT) дает ценная модель отношений между объемом, давлением, температурой и количество частиц в газе. В качестве идеальной модели она служит эталоном для поведения реальных газов. Уравнение идеального газа упрощает предположения, которые явно не совсем верны.Настоящие молекулы делают имеют объем и привлекают друг друга. Все газы отклоняются от идеального поведение в условиях низкой температуры (когда начинается разжижение) и высокое давление (молекулы больше скучены, поэтому объем молекулы становится важным). Уточнения к уравнению идеального газа могут быть сделано, чтобы исправить эти отклонения.
В 1873 г. Дж. Д. ван дер Ваальс предложил свое уравнение: известное как уравнение Ван-дер-Ваальса. Как есть силы притяжения между молекулами давление ниже идеального значения.Чтобы учитывать это, член давления дополняется силой притяжения термин а / В 2 . Точно так же и у реальных молекул есть объем. Объем молекул обозначается термином b. Период, термин b является функцией сферического диаметра d, известного как диаметр Ван-дер-Ваальса. Уравнение Ван-дер-Ваальса для n моль газа:
Значения a и b ниже определены
эмпирически:
| Молекула | a (литры 2 атм / моль 2 ) | b (литры / моль) |
| H 2 | 0.2444 | 0,02661 |
| O 2 | 1,360 | 0,03183 |
| № 2 | 1,390 | 0,03913 |
| CO 2 | 3,592 | 0,04267 |
| Класс 2 | 6.493 | 0,05622 |
| Ар | 1,345 | 0,03219 |
| Ne | 0,2107 | 0,01709 |
| He | 0,03412 | 0,02370 |