Question

1. Визначте кількість молекул в 2кг водню та їх середню кінетичну
енергію при нормальній температурі.

2. Визначте тиск 2,8кг азоту, який знаходиться в балоні ємністю 5л при температурі 170С. Який об’єм цей газ займе за нормальних умов?

3. 3л газу при нормальній температурі ізобарно нагрівають так, що його об’єм збільшується на 30%. Визначте кінцеву температуру.

Answer 1

Ответ:

1. Для розв'язання першого питання:

   а) Визначимо кількість молекул водню в 2 кг.

   Розрахуємо масу водню в молях:

   Молярна маса водню (H2) = 2 г/моль

   Кількість молів водню = маса / молярна маса

   Кількість молів = 2000 г / 2 г/моль = 1000 моль

   б) Тепер знайдемо кількість молекул:

   Номер Авогадро показує, що у 1 молі речовини міститься 6,022 x 10^23 молекул.

   Кількість молекул = кількість молей  число Авогадро

   Кількість молекул = 1000 моль 6,022 x 10^23 = 6,022 x 10^26 молекул

   в) Щоб знайти середню кінетичну енергію, скористаємося рівнянням:

   Середня кінетична енергія = (3/2)  k T

   де k - константа Больцмана (1,38 x 10^-23 Дж/К)

   T - абсолютна температура в Кельвінах (нормальна температура = 273 K)

   Середня кінетична енергія = (3/2)  1,38 x 10^-23 Дж/К 273 K = 5,61 x 10^-21 Дж

2. Друге питання:

   Використовуємо рівняння стану газу: PV = nRT

   n = m/M, де

   m - маса газу (у кілограмах)

   M - молярна маса газу (у г/моль)

   Розрахуємо густина газу:

   густина = маса / об'єм

   Далі, застосуємо газове рівняння для розрахунку об'єму газу за нормальних умов (стандартний тиск і температура):

   P1V1/T1 = P2V2/T2

   В наших умовах T1 та P1 становлять 170 °C та тиск у бароні. T2 = 273 K та Р2=1 атмосфера.

3. Питання 3:

   В ізобарному процесі T та P не змінюються, тому можна скористатися законом Бойля-Маріотта:

   P1V1 = P2V2

   Та ідеальним газовим законом:

   PV = nRT

   Розв'язавши дві рівності, ми зможемо знайти кінцеву температуру.