Тема №7 Молекулярная физика

02 Газовые законы

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела №7 молекулярная физика

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#12225

На рисунке изображено изменение состояния постоянной массы разреженного аргона. Температура газа в состоянии 1 равна 27 $∘ C$ . Какая температура соответствует состоянию 2? Ответ дайте в кельвинах

Источники: Демоверсия 2017

Показать ответ и решение

Переведем начальную температуру в Кельвины:

T1 = 27+ 273= 300 К

Объем постоянен, применим закон Шарля:

p1 p2 T1 = T2

Откуда температура во втором состоянии:

T2 = T1p2= 3T1 = 900 К p1

Ответ: 900

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#12226

Температура идеального газа $T =273$ К. Какой станет температура, если при неизменном объёме увеличить давление в 3 раза? Ответ дайте в К.

Источники: Досрочная волна 2019

Показать ответ и решение

Уравнение состояния идеального газа:

pV =νRT

где $V$ — объем газа, $ν$ — количество вещества газа, $R$ — универсальная газовая постоянная, $T$ — абсолютная температура газа.
Если при неизменном объеме увеличить давление в 3 раза, то температура также возрастет в 3 раза и станет равной $T1 = 3T =819$ К

Ответ: 819

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#12227

Конечная температура газа в некотором процессе $∘ 373 C.$ В ходе этого процесса объём идеального газа увеличился в 2 раза, а давление не изменилось. Какова была начальная абсолютная температура газа? Ответ дайте в Кельвинах

Источники: Досрочная волна 2019

Показать ответ и решение

Переведем температуру в Кельвины:
$T = 273+ 373 = 646$ К.
Так как объем увеличился в 2 раза, а давление не изменилось, то по закону Шарля температура увеличилась тоже в 2 раза, значит, начальная температура будет равна:

T0 = T-= 323 К 2

Ответ: 323

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#12228

1 моль гелия изохорно нагревают на 154 К, при этом давление газа увеличивается в 2,1 раза. До какой температуры нагрели газ? Ответ дайте в кельвинах.

Показать ответ и решение

Процесс изохорный, т.е. объём не меняется. Запишем закон Шарля:

p1 p2 T1 = T2 (1)

Изменение температуры есть разница конечной и начальной температуры газа:

ΔT = T2− T1 ⇒ T1 = T2− ΔT (2)

По условию давление газа увеличивается в 2,1 раза:

p2 = 2,1p1 (3)

Подставим (2), (3) в (1) и выразим температуру, до которой нагрели газ:

---p1---= 2,1p1- T2− ΔT T2

2,1p1ΔT 2,1ΔT 2,1 ⋅154 K T2 = 2,1p1−-p1-= -1,1--= ---1,1----= 294 K

Ответ: 294

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#12229

Воздух при температуре $∘ 27C$ и давлении 202,65 кПа занимает объём $3 0,3 м$ . Газ изобарно нагрели, причём объём газа увеличился до $0,5 м3$ . Найдите конечную температуру воздуха. Ответ дайте в кельвинах.

Показать ответ и решение

Т.к. процесс изобарный ( $p= const$ ), используем закон Гей – Люссака:

V1 V2 T1⋅V2 T1 = T2 ⇒ T2 =-V1--

Переведём $T1$ в кельвины: $27∘C + 273= 300$ К.

3 T2 = 300 К-⋅0,35 м = 500 К 0,3 м

Ответ: 500

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#12230

На графике изображено изменение состояния постоянной массы разреженного аргона. Температура газа в состоянии 1 равна $∘ 56 C$ . Какова температура аргона в состоянии 2? Ответ дайте в кельвинах.

Показать ответ и решение

Из графика видно, что процесс 1–2 — изобарный ( $p = const$ ). Воспользуемся законом Гей – Люссака:

V1-= V2- ⇒ T2 = T1-⋅ V2 T1 T2 V1

Переведём $T 1$ в кельвины: $56 ∘C + 273 = 329$ К.

3 T2 = 329-К-⋅ 14-м-= 658 К 7 м3

Ответ: 658

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#12231

На графике изображено изменение состояния постоянной массы разреженного аргона. Температура газа в состоянии 2 равна $212∘C$ . Какова температура аргона в состоянии 1? Ответ дайте в кельвинах.

Показать ответ и решение

Из графика видно, что процесс 1–2 — изохорный ( $V = const$ ). Воспользуемся законом Шарля:

p1 p2 p1⋅T2 T1 = T2 ⇒ T1 =--p2--

Переведём $T2$ в кельвины: $212∘C + 273= 485$ К.

4 T1 = 3⋅10-Па-⋅485-К-= 291 К 5⋅104 Па

Ответ: 291

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#12233

Давление газа при температуре 306 К равно 159 кПа. Газ нагрели до температуры $T2$ , при этом объём газа не изменился. После нагревания давление газа стало равно 212 кПа. Найдите, до какой температуры $T2$ нагрели газ. Ответ дайте в кельвинах.

Показать ответ и решение

По условию процесс изохорный ( $V = const$ ).
Согласно закону Шарля:

p p Tp T1= T2 ⇒ T2 = -1p2- 1 2 1

T = 306 K-⋅212⋅103-Па-= 408 K 2 159⋅103 Па

Ответ: 408

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#12234

Газ занимает объём $3 0,03 м$ при температуре 418 К. Какой объём займёт этот же газ, если его температура понизится до 209 К? Давление и масса газа не меняются. Ответ дайте в $м3.$

Показать ответ и решение

По условию процесс изобарный ( $p= const$ ). По закону Гей – Люссака:

V1 V2 V1T2 T1 = T2 ⇒ V2 = T1--

3 V2 = 0,03 м-⋅209-К = 0,015 м3 418 К

Ответ: 0,015

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#12235

На рисунке представлен график зависимости давления от температуры газа. Объём газа в состоянии 2 равен 6 л. Какой объём занимает газ в состоянии 1? Масса газа не меняется. Ответ дайте в $м3$ .

Показать ответ и решение

По графику видно, что процесс 1–2 — изотермический ( $T =const$ ). По закону Бойля – Мариотта:

p2V2 p1V1 = p2V2 ⇒ V1 = -p1-

Переведём объём газа в $м3$ : $\text{[math]}$ $6 л= 6⋅10−3 м3$ .

4 −3 3 V1 = 5⋅10-П-а⋅6⋅10-м--= 0,03 м3 1⋅104 П а

Ответ: 0,03

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#12236

На рисунке изображён график изменения состояния идеального газа в количестве 9 моль. Какое давление соответствует состоянию 1? Ответ дайте в кПа.

Показать ответ и решение

Так как прямая 1–2 в осях $p∕T$ проходит через начало координат, то на рисунке изображена изохора $(V = const)$ . По закону Шарля:

p p T ⋅p T1 = T2 ⇒ p1 =-1T--2 1 2 2

p1 = 270 К-⋅4⋅104 П-а= 6 ⋅104 Па= 60 кП а 180 К

Ответ: 60

Интенсивы

Глубокий разбор тем, требующих дополнительного внимания

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#12237

Идеальный газ находится в цилиндре под поршнем, при этом давление газа составляет 180 кПа. После того, как поршень подняли вверх, объём газа увеличился в 2,4 раза. Найдите давление газа после поднятия поршня. Температура газа не меняется. Ответ дайте в кПа.

Показать ответ и решение

Так как процесс изотермический $(T = const)$ , воспользуемся законом Бойля – Мариотта:

p1V1 p1V1 = p2V2 ⇒ p2 = -V2-

С учетом того, что по условию $V2 = 2,4V1$ , найдем давление газа после поднятия поршня:

3 p2 = 180⋅10-П-а⋅V1= 75⋅103 П а= 75 кП а 2,4V1

Ответ: 75

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#27093

На рисунке показано изменение состояния идеального газа в количестве 0,5 моль. Какая температура соответствует состоянию 1? Ответ дайте в Кельвинах.

Показать ответ и решение

Для процесса 1-2 можно записать:

p T-= const

Тогда

5 T1 = p1T2 = 0,2-⋅105-Па420 К = 280 К p2 0,3 ⋅10 Па

Ответ: 280

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#64380

С идеальным газом происходит изохорный процесс, в котором в результате увеличения абсолютной температуры газа в 2 раза его давление возросло на 75 кПа. Масса газа постоянна. Каково было первоначальное давление газа? Ответ дайте в кПа.

Показать ответ и решение

Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:

pV =νRT

где $p$ — давление газа, $V$ — объём, $ν$ — количество вещества, $R$ — универсальная газовая постоянная, $T$ — абсолютная температура.

Так как процесс изохорный, то $V = const$ . Отсюда отношение температур:

T2 = p2, T1 p1

по условию $T = 2T 2 1$ и $p = p + 75 кПа 2 1$ , тогда

p1 +75 кПа= 2p1 ⇒ p1 = 75 кПа

Ответ: 75

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#65071

На рисунке представлен график зависимости объёма идеального газа от его температуры в некотором процессе. В состоянии 1 давление газа было равно нормальному атмосферному давлению. Какое давление соответствует состоянию 2, если масса газа остаётся неизменной? Ответ дайте в кПа.

Показать ответ и решение

По закону Бойля – Мариотта:

pV = const,

тогда искомое давление

V1 1 л p2 = p1V2 = 100 кП а4 л-= 25 кП а.

Ответ: 25

Предыдущий раздел

Следующий раздел