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.
Ответы
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.