Молекулярная физика и термодинамика

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Газовые законы

Основные формулы:

Уравнение Менделеева – Клапейрона:

где давление газа,

объём газа,

молярная газовая постоянная, ,

термодинамическая температура,

количество вещества:

где число молекул,

постоянная Авогадро, ,

масса вещества,

молярная масса

Давление смеси идеальных газов – закон Дальтона:

где парциальные давления, соответственно равные:

…

где постоянная Больцмана,

Закон Бойля – Мариотта:

при

Закон Гей – Люссака:

при

Закон Шарля:

при

Число молекул в единице объёма:

Основное уравнение кинетической теории газов имеет вид:

где

масса молекулы,

средняя квадратичная скорость молекулы:

Термодинамическая температура и температура по Международной практической шкале связаны соотношением:

Нормальные условия:

˚ ,

Примеры решения задач

1. Какую температуру имеет масса азота, занимающего объём при давлении ?

Дано: Решение:

Из уравнения Менделеева – Клапейрона:

Таким образом? получаем:

? или ˚

Ответ: ˚

2. В закрытом сосуде объёмом находится масса кислорода и масса воды. Найти давление в сосуде при температуре ˚ , зная, что при этой температуре вся вода превращается в пар.

Дано: Решение:

По закону Дальтона:

Согласно уравнению Менделеева – Клапейрона

˚ парциальные давления и соответственно равны:

? , где

, где

Следовательно,

Ответ:

3. Давление воздуха внутри плотно закупоренной бутылки при температуре ˚ было . При нагревании бутылки пробка вылетела. До какой температуры нагрели бутылку, если известно, что пробка вылетела при давлении воздуха в бутылке ?

Дано: Решение:

˚ По закону Шарля:

Следовательно,

Ответ:

4. При нормальных условиях газ занимает объём . Какой объём будет занимать этот газ при изотермическом сжатии до давления ? Нормальное давление .

Дано: Решение:

По закону Бойля – Мариотта:

Следовательно,

Ответ:

5. Плотность некоторого газа , средняя квадратичная скорость его молекул . Найти давление , которое газ оказывает на стенки сосуда.

Дано: Решение:

Давление газа определяется уравнением:

? Кроме того, и связаны соотношением:

Следовательно, .

Таким образом? получаем:

Ответ:

6. Представить на графиках в координатах изобарный процесс для одного моля газа при давлениях и .

7. Какое число молекул содержит единица объёма сосуда при температуре ˚ и давлении ?

Дано: Решение:

Следовательно,

Ответ:

Задачи для самостоятельного решения

1. Какой объём занимает масса кислорода при давлении и температуре ˚ ?

(Ответ: )

2. Баллон объёмом наполнен азотом при давлении и температуре ˚ . Какая масса азота находится в баллоне?

(Ответ: )

3. В сосуде объёмом находится масса углекислого газа ( ) и масса закиси азота ( ) при температуре ˚ . Найти давление смеси в сосуде.

(Ответ: )

4. При изготовлении электроламп их наполняют инертным газом при температуре ˚ . Под каким давлением должны наполнятся лампы, чтобы при температуре , которая устанавливается в лампе при горении, давление не превышало .