เกรด 10 การปฏิบัติ
โจทย์ฟิสิกส์: ทฤษฎีจลน์ศาสตร์ระดับโมเลกุล, เกรด 10
อนุภาคของก๊าซ อุณหภูมิ และกฎของก๊าซ
ที่นี่คุณสามารถอ่านเงื่อนไขและการวิเคราะห์โซลูชันได้โดยไม่ต้องมีบัญชี ในเครื่องจำลอง คุณต้องรวบรวมการวิเคราะห์เดียวกันด้วยตนเอง: สูตร "ที่ได้รับ" ลำดับขั้นตอนและคำตอบ
โจทย์
ตัวเลือกคำตอบมีไว้ตรวจสอบ ส่วนวิธีทำเปิดได้ใต้โจทย์แต่ละข้อ
โจทย์ข้อที่ 71
ทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล: อนุภาคและการเคลื่อนที่ของพวกมันกำหนดมวลโมล N_2O_5, มวลของหนึ่งโมเลกุล, จำนวนโมเลกุลใน 1\,\text{кг} สารและมวล 2\cdot10^{20} โมเลกุล
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- \text{สาร}
- \mathrm{N_2O_5}
- m
- 1\,\text{кг}
- N_2
- 2\cdot 10^{20}
- N_A
- 6\cdot 10^{23}\,\tfrac{1}{\text{моль}}
M_r - ?m_0 - ?N - ?m_2 - ?
- M_r = 2\cdot 14 + 5\cdot 16M_r = 108\ \Rightarrow\ M = 108\,\tfrac{\text{г}}{\text{моль}}
- m_0 = \dfrac{M}{N_A}m_0 = \dfrac{108\,\tfrac{\text{г}}{\text{моль}}}{6\cdot 10^{23}\,\tfrac{1}{\text{моль}}}m_0 = 1{,}8\cdot 10^{-22}\,\text{г} = 1{,}8\cdot 10^{-25}\,\text{кг}
- N = \dfrac{m}{M}N_AN = \dfrac{1000\,\text{г}\cdot 6\cdot 10^{23}}{108\,\tfrac{\text{г}}{\text{моль}}}N = 5{,}6\cdot 10^{24}
- m_2 = N_2 m_0m_2 = 2\cdot 10^{20}\cdot 1{,}8\cdot 10^{-25}m_2 = 3{,}6\cdot 10^{-5}\,\text{кг}
ตอบM_r = 108m_0 = 1{,}8\cdot 10^{-25}\,\text{кг}N = 5{,}6\cdot 10^{24}m_2 = 3{,}6\cdot 10^{-5}\,\text{кг}
โจทย์ข้อที่ 72
ทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล: อนุภาคและการเคลื่อนที่ของพวกมันมีจำหน่าย 93\,\text{г} กรดคาร์บอนิก H_2CO_3. การหามวลโมเลกุลสัมพัทธ์ มวลโมลาร์ ปริมาณของสาร จำนวนโมเลกุล มวลของหนึ่งโมเลกุล จำนวนอะตอมของแต่ละธาตุ และจำนวนโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนทั้งหมด ใช้เลขมวล 1, 12 และ 16 สำหรับไฮโดรเจน คาร์บอน และออกซิเจน
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- \text{สาร}
- \mathrm{H_2CO_3}
- m
- 93\,\text{г}
- N_A
- 6\cdot 10^{23}\,\tfrac{1}{\text{моль}}
M_r - ?M - ?\nu - ?N - ?m_0 - ?N_{\mathrm{H}} - ?N_{\mathrm{C}} - ?N_{\mathrm{O}} - ?N_{\text{частиц}} - ?
- M_r = 2\cdot 1 + 12 + 3\cdot 16M = 62\ \Rightarrow\ M = 62\,\tfrac{\text{г}}{\text{моль}} = 0{,}062\,\tfrac{\text{кг}}{\text{моль}}
- \nu = \dfrac{m}{M}\nu = \dfrac{93}{62}\nu = 1{,}5\,\text{моль}
- N = \nu N_AN = 1{,}5\cdot 6\cdot 10^{23}N = 9\cdot 10^{23}
- m_0 = \dfrac{M}{N_A}m_0 = \dfrac{0{,}062}{6\cdot10^{23}}m_0 = 1{,}03\cdot10^{-25}\,\text{кг}
- N_{\mathrm{H}} = 2N,\quad N_{\mathrm{C}} = N,\quad N_{\mathrm{O}} = 3NN_{\mathrm{H}} = 1{,}8\cdot 10^{24};\quad N_{\mathrm{C}} = 9\cdot 10^{23};\quad N_{\mathrm{O}} = 2{,}7\cdot 10^{24}
หนึ่งโมเลกุลประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอม คาร์บอน 1 อะตอม และออกซิเจน 3 อะตอม
- N_{\text{частиц}} = N\left(2\cdot 2 + 18 + 3\cdot 24\right)N_{\text{частиц}} = 9\cdot 10^{23}\cdot 94N_{\text{частиц}} = 8{,}46\cdot 10^{25}
อะตอมไฮโดรเจนมี 2 อนุภาค 18 อนุภาคในคาร์บอน-12 และ 24 อนุภาคในออกซิเจน-16
ตอบM_r = 62M = 0{,}062\,\tfrac{\text{кг}}{\text{моль}}\nu = 1{,}5\,\text{моль}N = 9\cdot 10^{23}m_0 = 1{,}03\cdot 10^{-25}\,\text{кг}N_{\mathrm{H}} = 1{,}8\cdot 10^{24}N_{\mathrm{C}} = 9\cdot 10^{23}N_{\mathrm{O}} = 2{,}7\cdot 10^{24}N_{\text{частиц}} = 8{,}46\cdot 10^{25}
โจทย์ข้อที่ 73
ทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล: อนุภาคและการเคลื่อนที่ของพวกมันเข้าสู่บริเวณทะเลสาบ 10\,\text{км}^{2} และความลึกเฉลี่ย 2\,\text{м} มีส่วนร่วม 1\,\text{мг} โซเดียมคลอไรด์ NaCl NaCl มีกี่สูตรต่อน้ำหนึ่งแก้ว? 300\,\text{мл} หลังจากละลายหมดและกระจายตัวสม่ำเสมอ? ยอมรับ M=58{,}5\,\text{г/моль}, N_A=6{,}02\cdot10^{23}\,\text{моль}^{-1}. หน่วยสูตรในที่นี้หมายถึงไอออน Na⁺ และ Cl⁻ หนึ่งคู่
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- S
- 10\,\text{км}^{2}=10^7\,\text{м}^{2}
- h
- 2\,\text{м}
- m
- 1\,\text{мг}=10^{-6}\,\text{кг}
- V_c
- 300\,\text{мл}=3\cdot10^{-4}\,\text{м}^{3}
- M
- 58{,}5\,\text{г/моль}=0{,}0585\,\text{кг/моль}
- N_A
- 6{,}02\cdot10^{23}\,\text{моль}^{-1}
N_c - ?
- V=ShV = 10^7\cdot2V = 2\cdot10^7\,\text{м}^{3}
- N_c=\dfrac{mN_A}{M}\dfrac{V_c}{V}N_c = \dfrac{10^{-6}\cdot6{,}02\cdot10^{23}}{0{,}0585}\cdot\dfrac{3\cdot10^{-4}}{2\cdot10^7}N_c = 1{,}54\cdot10^8
สัดส่วนของเกลือที่ละลายในแก้วเท่ากับสัดส่วนของปริมาตรของแก้วในปริมาตรของทะเลสาบ NaCl แยกตัวออกจากน้ำ เรานับคู่ไอออน ไม่ใช่โมเลกุล
ตอบN_c=1{,}54\cdot10^8\,\text{формульных единиц}
โจทย์ข้อที่ 74
ทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล: อนุภาคและการเคลื่อนที่ของพวกมันแก้วน้ำก็ระเหยเข้าไป 30 วัน ในแต่ละวินาทีมีกี่โมเลกุลที่ถูกปล่อยออกมา? ใช้น้ำมาก 200\,\text{г}.
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- t
- 30\,\text{сут}=2\,592\,000\,\text{с}
- m
- 200\,\text{г}
- M
- 18\,\tfrac{\text{г}}{\text{моль}}
- N_A
- 6\cdot 10^{23}\,\tfrac{1}{\text{моль}}
N' - ?
- N = \dfrac{m}{M}N_AN = \dfrac{200\cdot 6\cdot 10^{23}}{18}N = 6{,}7\cdot 10^{24}
- N' = \dfrac{N}{t}N' = \dfrac{6{,}7\cdot 10^{24}}{2\,592\,000}N' = 2{,}6\cdot 10^{18}\,\tfrac{1}{\text{с}}
ตอบN' = 2{,}6\cdot 10^{18}\,\tfrac{1}{\text{с}}
โจทย์ข้อที่ 75
ทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล: อนุภาคและการเคลื่อนที่ของพวกมันก๊าซมีแรงดันเท่าใด? NO_2ถ้าความเข้มข้นของโมเลกุล 3\cdot10^{25}\,\text{м}^{-3}และความเร็วกำลังสองเฉลี่ย 400\,\text{м/с}?
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- \text{газ}
- \mathrm{NO_2}
- M
- 46\,\tfrac{\text{г}}{\text{моль}}
- n
- 3\cdot 10^{25}\,\tfrac{1}{\text{м}^{3}}
- \bar v
- 400\,\text{м/с}
p - ?
- m_0 = \dfrac{M}{N_A}m_0 = \dfrac{0{,}046}{6\cdot10^{23}}m_0 = 7{,}7\cdot 10^{-26}\,\text{кг}
- p = \dfrac{1}{3}m_0 n\bar v^{2}p = \dfrac{1}{3}\cdot 7{,}7\cdot 10^{-26}\cdot 3\cdot 10^{25}\cdot 400^{2}p = 1{,}2\cdot 10^{5}\,\text{Па}
สมการพื้นฐานของทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล
ตอบp = 1{,}2\cdot 10^{5}\,\text{Па}
โจทย์ข้อที่ 76
ทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล: อนุภาคและการเคลื่อนที่ของพวกมันจงหาพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุล และความเร็วรากเฉลี่ยกำลังสองของโมเลกุลออกซิเจนและไฮโดรเจนที่ 20\,^{\circ}\text{C}.
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- t
- 20\,^{\circ}\text{C}=T = 293\,\text{К}
- M_1
- 32\cdot 10^{-3}\,\tfrac{\text{кг}}{\text{моль}}
- M_2
- 2\cdot 10^{-3}\,\tfrac{\text{кг}}{\text{моль}}
- k
- 1{,}38\cdot 10^{-23}\,\tfrac{\text{Дж}}{\text{К}}
- R
- 8{,}31\,\tfrac{\text{Дж}}{\text{К}\cdot\text{моль}}
\bar E - ?\bar v_1 - ?\bar v_2 - ?
- \bar E = \dfrac{3}{2}kT\bar E = \dfrac{3}{2}\cdot 1{,}38\cdot 10^{-23}\cdot 293\bar E = 6{,}1\cdot 10^{-21}\,\text{Дж}
พลังงานเฉลี่ยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเท่านั้น ดังนั้นออกซิเจนและไฮโดรเจนจึงเท่ากัน
- \bar v = \sqrt{\dfrac{3RT}{M}}\bar v = \sqrt{\dfrac{3\cdot 8{,}31\cdot 293}{32\cdot 10^{-3}}}\bar v_1 = 477\,\tfrac{\text{м}}{\text{с}}
- \bar v_2 = \bar v_1\sqrt{\dfrac{M_1}{M_2}} = 4\bar v_1\bar v_2 = 4\cdot 477\bar v_2 = 1908\,\tfrac{\text{м}}{\text{с}}
ไฮโดรเจนเบากว่าออกซิเจน 16 เท่า ดังนั้นโมเลกุลจึงเร็วกว่า 4 เท่า
ตอบ\bar E = 6{,}1\cdot 10^{-21}\,\text{Дж}\bar v_1 = 477\,\tfrac{\text{м}}{\text{с}}\bar v_2 = 1908\,\tfrac{\text{м}}{\text{с}}
โจทย์ข้อที่ 77
ทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล: กฎของแก๊สที่อุณหภูมิ -15\,^{\circ}\text{C} แรงดันแก๊สในถังเท่ากับ 1{,}2\cdot10^{5}\,\text{Па}. จะมีความกดดันขนาดไหน. 15\,^{\circ}\text{C} ที่ปริมาตรคงที่ใช่ไหม?
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- t_1
- -15\,^{\circ}\text{C}=T_1 = 258\,\text{К}
- t_2
- 15\,^{\circ}\text{C}=T_2 = 288\,\text{К}
- p_1
- 1{,}2\cdot 10^{5}\,\text{Па}
p_2 - ?
- \dfrac{p_1}{T_1} = \dfrac{p_2}{T_2}
ปริมาตรคงที่ - นี่เป็นกระบวนการไอโซคอริก กฎของชาร์ลส์
- p_2 = \dfrac{p_1 T_2}{T_1}p_2 = \dfrac{1{,}2\cdot 10^{5}\cdot 288}{258}p_2 = 1{,}34\cdot 10^{5}\,\text{Па}
ตอบp_2 = 1{,}34\cdot 10^{5}\,\text{Па}
โจทย์ข้อที่ 78
ทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล: กฎของแก๊สในกระบอกสูบที่มีปริมาตร 20\,\text{л} แก๊สอยู่ภายใต้ความกดดัน 5\cdot10^{5}\,\text{Па} เมื่อ 20\,^{\circ}\text{C}. ก๊าซมีกี่โมเลกุลและมีปริมาตรเท่าใดภายใต้สภาวะปกติ สภาวะปกติ: 273 K และ 101325 Pa
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- V
- 20\,\text{л}=20\cdot 10^{-3}\,\text{м}^{3}
- p
- 5\cdot 10^{5}\,\text{Па}
- T
- 293\,\text{К}
- T_0
- 273\,\text{К}
- p_0
- 101\,325\,\text{Па}
- k
- 1{,}38\cdot 10^{-23}\,\tfrac{\text{Дж}}{\text{К}}
N - ?V_0 - ?
- p = nkT\ \Rightarrow\ N = nV = \dfrac{pV}{kT}N = \dfrac{5\cdot 10^{5}\cdot 20\cdot 10^{-3}}{1{,}38\cdot 10^{-23}\cdot 293}N = 2{,}47\cdot 10^{24}
สมการเมนเดเลเยฟ-ชาเปรองให้ค่าเดียวกัน เพราะ R = kN_A
- \dfrac{pV}{T} = \dfrac{p_0 V_0}{T_0}\ \Rightarrow\ V_0 = \dfrac{pVT_0}{Tp_0}V_0 = \dfrac{5\cdot 10^{5}\cdot 20\cdot 10^{-3}\cdot 273}{293\cdot 101\,325}V_0 = 91{,}96\cdot10^{-3}\,\text{м}^{3}=91{,}96\,\text{л}
ตอบN = 2{,}47\cdot 10^{24}V_0=91{,}96\,\text{л}
โจทย์ข้อที่ 79
ทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล: กฎของแก๊สมีกี่โมเลกุลอยู่ในนั้น 5\,\text{м}^{3} แก๊สที่ 27\,^{\circ}\text{C} และแรงกดดัน 6\cdot10^{5}\,\text{Па}?
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- p
- 6\cdot 10^{5}\,\text{Па}
- V
- 5\,\text{м}^{3}
- t
- 27\,^{\circ}\text{C}=T = 300\,\text{К}
- k
- 1{,}38\cdot 10^{-23}\,\tfrac{\text{Дж}}{\text{К}}
N - ?
- N = \dfrac{pV}{kT}N = \dfrac{6\cdot 10^{5}\cdot 5}{1{,}38\cdot 10^{-23}\cdot 300}N = 7{,}25\cdot 10^{26}
เทคนิคเดียวกับในปัญหา 78
ตอบN = 7{,}25\cdot 10^{26}
โจทย์ข้อที่ 80
ทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล: กฎของแก๊สความหนาแน่นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ภายใต้สภาวะปกติคือเท่าไร? นำมวลโมลาร์ของCO₂เป็น 0.044 กิโลกรัม/โมล สภาวะปกติ: 273 K และ 101325 Pa
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- \text{газ}
- \mathrm{CO_2}
- M
- 44\cdot 10^{-3}\,\tfrac{\text{кг}}{\text{моль}}
- T_0
- 273\,\text{К}
- p_0
- 101\,325\,\text{Па}
- R
- 8{,}31\,\tfrac{\text{Дж}}{\text{К}\cdot\text{моль}}
\rho_0 - ?
- pV = \dfrac{m}{M}RT\ \Rightarrow\ \rho = \dfrac{m}{V} = \dfrac{pM}{RT}
เราแสดงความหนาแน่นโดยตรงจากสมการสถานะ
- \rho_0 = \dfrac{p_0 M}{RT_0}\rho_0 = \dfrac{101\,325\cdot 44\cdot 10^{-3}}{8{,}31\cdot 273}\rho_0 = 1{,}97\,\tfrac{\text{кг}}{\text{м}^{3}}
ตอบ\rho_0 = 1{,}97\,\tfrac{\text{кг}}{\text{м}^{3}}
โจทย์ข้อที่ 81
ทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล: อนุภาคและการเคลื่อนที่ของพวกมันมีจำหน่าย 30\,\text{моль} ก๊าซในปริมาณ 200\,\text{л} ภายใต้ความกดดัน 8\cdot10^{5}\,\text{Па}. หาพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุล
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- \nu
- 30\,\text{моль}
- V
- 200\,\text{л}=0{,}2\,\text{м}^{3}
- p
- 8\cdot 10^{5}\,\text{Па}
- N_A
- 6\cdot 10^{23}\,\tfrac{1}{\text{моль}}
\bar E - ?
- pV = \nu RT\ \Rightarrow\ T = \dfrac{pV}{\nu R}
- \bar E = \dfrac{3}{2}kT = \dfrac{3kpV}{2\nu R} = \dfrac{3pV}{2\nu N_A}
ค่าคงที่ของ Boltzmann ถูกยกเลิกเนื่องจาก R = kN_A
- \bar E = \dfrac{3pV}{2\nu N_A}\bar E = \dfrac{3\cdot 8\cdot 10^{5}\cdot 0{,}2}{2\cdot 30\cdot 6\cdot 10^{23}}\bar E = 1{,}33\cdot 10^{-20}\,\text{Дж}
ตอบ\bar E = 1{,}33\cdot 10^{-20}\,\text{Дж}
โจทย์ข้อที่ 92
ทฤษฎีจลน์ศาสตร์โมเลกุล: อนุภาคและการเคลื่อนที่ของพวกมันอุณหภูมิของก๊าซเปลี่ยนแปลงจาก 127\,^{\circ}\text{C} ขึ้นไป 200\,\text{K}. พลังงานจลน์เฉลี่ยและความเร็วรากเฉลี่ยกำลังสองของโมเลกุลเปลี่ยนแปลงไปกี่ครั้ง
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- t_1
- 127\,^{\circ}\text{C}=T_1 = 400\,\text{К}
- T_2
- 200\,\text{К}
\dfrac{\bar E_2}{\bar E_1} - ?\dfrac{\bar v_2}{\bar v_1} - ?
- \dfrac{T_1}{T_2} = \dfrac{400}{200} = 2
อุณหภูมิลดลงครึ่งหนึ่ง
- \bar E = \dfrac{3}{2}kT \sim T\ \Rightarrow\ \dfrac{\bar E_2}{\bar E_1} = \dfrac{T_2}{T_1}\dfrac{\bar E_2}{\bar E_1} = 0{,}5
พลังงานเฉลี่ยเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิ
- \bar v = \sqrt{\dfrac{3RT}{M}} \sim \sqrt{T}\ \Rightarrow\ \dfrac{\bar v_2}{\bar v_1} = \sqrt{\dfrac{T_2}{T_1}}\dfrac{\bar v_2}{\bar v_1} = \sqrt{0{,}5}\dfrac{\bar v_2}{\bar v_1} = 0{,}7071
ตอบ\dfrac{\bar E_2}{\bar E_1} = 0{,}5\dfrac{\bar v_2}{\bar v_1} = 0{,}7071
โจทย์ข้อที่ 183
อนุภาคและปริมาณสารมวลของสาร 36 กรัม มวลโมล 18 กรัม/โมล หาปริมาณของสาร.
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- m
- 36\,\text{г}
- M
- 18\,\text{г/моль}
\nu - ?
- \nu=\frac{m}{M}\nu=\frac{36}{18}\nu=2\,\text{моль}
มวลและมวลโมลใช้หน่วยมวลเดียวกัน
ตอบ2\,\text{моль}
โจทย์ข้อที่ 184
อนุภาคและปริมาณสารมวลของสาร 88 กรัม มวลโมล 44 กรัม/โมล หาปริมาณของสาร.
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- m
- 88\,\text{г}
- M
- 44\,\text{г/моль}
\nu - ?
- \nu=\frac{m}{M}\nu=\frac{88}{44}\nu=2\,\text{моль}
มวลและมวลโมลใช้หน่วยมวลเดียวกัน
ตอบ2\,\text{моль}
โจทย์ข้อที่ 185
อนุภาคและปริมาณสารมวลน้ำ 9 g มีมวลโมล 18 กรัม/โมล ค้นหาจำนวนโมเลกุล ค่าคงที่ของ Avogadro Nₐ = 6{,}02\cdot 10^{23} โมล⁻¹
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- m
- 9\,\text{г}
- M
- 18\,\text{г/моль}
- A
- 6{,}02\cdot 10^{23}\,\text{моль}^{-1}
N - ?
- \nu=\frac{m}{M}\nu=\frac{9}{18}\nu=0{,}5\,\text{моль}
กำหนดปริมาณของสาร
- N=\nu N_AN=0{,}5 \cdot 6{,}02\cdot 10^{23}N=3{,}01\cdot 10^{23}\,\text{молекул}
จำนวนอนุภาคเป็นสัดส่วนกับปริมาณของสาร
ตอบ3{,}01\cdot 10^{23}\,\text{молекул}
โจทย์ข้อที่ 186
อนุภาคและปริมาณสารมวลน้ำ 27 g มีมวลโมล 18 กรัม/โมล ค้นหาจำนวนโมเลกุล ค่าคงที่ของ Avogadro Nₐ = 6{,}02\cdot 10^{23} โมล⁻¹
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- m
- 27\,\text{г}
- M
- 18\,\text{г/моль}
- A
- 6{,}02\cdot 10^{23}\,\text{моль}^{-1}
N - ?
- \nu=\frac{m}{M}\nu=\frac{27}{18}\nu=1{,}5\,\text{моль}
กำหนดปริมาณของสาร
- N=\nu N_AN=1{,}5 \cdot 6{,}02\cdot 10^{23}N=9{,}03\cdot 10^{23}\,\text{молекул}
จำนวนอนุภาคเป็นสัดส่วนกับปริมาณของสาร
ตอบ9{,}03\cdot 10^{23}\,\text{молекул}
โจทย์ข้อที่ 187
อนุภาคและปริมาณสารในภาชนะที่มีปริมาตร 10 ฉันตั้งอยู่ 4 กรัมของก๊าซที่มีมวลโมล 4 กรัม/โมล ค้นหาความเข้มข้นของโมเลกุลในหน่วย m⁻³, Nₐ = 6{,}02\cdot 10^{23} โมล⁻¹
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- V
- 10\,\text{л}
- m
- 4\,\text{г}
- M
- 4\,\text{г/моль}
- A
- 6{,}02\cdot 10^{23}\,\text{моль}^{-1}
n - ?
- v=\frac{V}{1000}v=\frac{10}{1000}v=0{,}01\,\text{м}^{3}
เราลดระดับเสียงเป็น SI
- N=\frac{m}{M}N_AN=\frac{4}{4} \cdot 6{,}02\cdot 10^{23}N=6{,}02\cdot 10^{23}\,\text{молекул}
หาจำนวนโมเลกุลในภาชนะ
- n=\frac{N}{v}n=\frac{6{,}02\cdot 10^{23}}{0{,}01}n=6{,}02\cdot 10^{25}\,\text{м}^{-3}
ความเข้มข้นคือจำนวนอนุภาคต่อหน่วยปริมาตร
ตอบ6{,}02\cdot 10^{25}\,\text{м}^{-3}
โจทย์ข้อที่ 188
อนุภาคและปริมาณสารในภาชนะที่มีปริมาตร 20 ฉันตั้งอยู่ 12 กรัมของก๊าซที่มีมวลโมล 4 กรัม/โมล ค้นหาความเข้มข้นของโมเลกุลในหน่วย m⁻³, Nₐ = 6{,}02\cdot 10^{23} โมล⁻¹
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- V
- 20\,\text{л}
- m
- 12\,\text{г}
- M
- 4\,\text{г/моль}
- A
- 6{,}02\cdot 10^{23}\,\text{моль}^{-1}
n - ?
- v=\frac{V}{1000}v=\frac{20}{1000}v=0{,}02\,\text{м}^{3}
เราลดระดับเสียงเป็น SI
- N=\frac{m}{M}N_AN=\frac{12}{4} \cdot 6{,}02\cdot 10^{23}N=1{,}806\cdot 10^{24}\,\text{молекул}
หาจำนวนโมเลกุลในภาชนะ
- n=\frac{N}{v}n=\frac{1{,}806\cdot 10^{24}}{0{,}02}n=9{,}03\cdot 10^{25}\,\text{м}^{-3}
ความเข้มข้นคือจำนวนอนุภาคต่อหน่วยปริมาตร
ตอบ9{,}03\cdot 10^{25}\,\text{м}^{-3}
โจทย์ข้อที่ 189
แก๊สอุดมคติและกระบวนการที่มีพารามิเตอร์คงตัวก๊าซอุดมคติที่อุณหภูมิคงที่จะถูกบีบอัดด้วย 6 ขึ้นไป 2 ล. แรงกดดันเริ่มต้น 100 ปาสคาล ค้นหาแรงกดดันสุดท้าย
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- V_1
- 6\,\text{л}
- V_2
- 2\,\text{л}
- p_1
- 100\,\text{кПа}
p_2 - ?
- p_2=p_1\frac{V_1}{V_2}p_2=\frac{100 \cdot 6}{2}p_2=300\,\text{кПа}
ที่มวลและอุณหภูมิคงที่ ค่า pV ของผลิตภัณฑ์จะคงอยู่
ตอบ300\,\text{кПа}
โจทย์ข้อที่ 190
แก๊สอุดมคติและกระบวนการที่มีพารามิเตอร์คงตัวก๊าซอุดมคติที่อุณหภูมิคงที่จะถูกบีบอัดด้วย 8 ขึ้นไป 4 ล. แรงกดดันเริ่มต้น 150 ปาสคาล ค้นหาแรงกดดันสุดท้าย
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- V_1
- 8\,\text{л}
- V_2
- 4\,\text{л}
- p_1
- 150\,\text{кПа}
p_2 - ?
- p_2=p_1\frac{V_1}{V_2}p_2=\frac{150 \cdot 8}{4}p_2=300\,\text{кПа}
ที่มวลและอุณหภูมิคงที่ ค่า pV ของผลิตภัณฑ์จะคงอยู่
ตอบ300\,\text{кПа}
โจทย์ข้อที่ 191
แก๊สอุดมคติและกระบวนการที่มีพารามิเตอร์คงตัวก๊าซในภาชนะปิดแข็งจะถูกให้ความร้อนจาก 27 ขึ้นไป 127 องศาเซลเซียส แรงกดดันเริ่มต้น 150 ปาสคาล จงหาความดันสุดท้ายโดยหา T(K) = t(°C) + 273
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- T_1
- 27\,\text{°C}
- T_2
- 127\,\text{°C}
- p_1
- 150\,\text{кПа}
p_2 - ?
- T_a=t_1+273T_a=27 + 273T_a=300\,\text{К}
เราใช้อุณหภูมิสัมบูรณ์
- T_b=t_2+273T_b=127 + 273T_b=400\,\text{К}
แปลงอุณหภูมิสุดท้าย
- p_2=p_1\frac{T_b}{T_a}p_2=\frac{150 \cdot 400}{300}p_2=200\,\text{кПа}
ที่ปริมาตรคงที่ ความดันจะเป็นสัดส่วนกับ T
ตอบ200\,\text{кПа}
โจทย์ข้อที่ 192
แก๊สอุดมคติและกระบวนการที่มีพารามิเตอร์คงตัวก๊าซในภาชนะปิดแข็งจะถูกให้ความร้อนจาก 27 ขึ้นไป 177 องศาเซลเซียส แรงกดดันเริ่มต้น 200 ปาสคาล จงหาความดันสุดท้ายโดยหา T(K) = t(°C) + 273
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- T_1
- 27\,\text{°C}
- T_2
- 177\,\text{°C}
- p_1
- 200\,\text{кПа}
p_2 - ?
- T_a=t_1+273T_a=27 + 273T_a=300\,\text{К}
เราใช้อุณหภูมิสัมบูรณ์
- T_b=t_2+273T_b=177 + 273T_b=450\,\text{К}
แปลงอุณหภูมิสุดท้าย
- p_2=p_1\frac{T_b}{T_a}p_2=\frac{200 \cdot 450}{300}p_2=300\,\text{кПа}
ที่ปริมาตรคงที่ ความดันจะเป็นสัดส่วนกับ T
ตอบ300\,\text{кПа}
โจทย์ข้อที่ 193
แก๊สอุดมคติและกระบวนการที่มีพารามิเตอร์คงตัวปริมาณก๊าซ 6 ฉันอยู่ที่ความกดดัน 100 ปาสคาลและอุณหภูมิ 300 K ถูกโอนไปยังรัฐ 4 ลิตร 400 K. จงหาความดันสุดท้ายที่มวลคงที่
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- V_1
- 6\,\text{л}
- p_1
- 100\,\text{кПа}
- T_1
- 300\,\text{К}
- V_2
- 4\,\text{л}
- T_2
- 400\,\text{К}
p_2 - ?
- a=\frac{V_1}{V_2}a=\frac{6}{4}a=1{,}5\,\text{раз}
การลดปริมาตรจะเพิ่มแรงกดดัน
- b=\frac{T_2}{T_1}b=\frac{400}{300}b=1{,}33333\,\text{раз}
การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิสัมบูรณ์จะเพิ่มความดัน
- p_2=p_1\frac{V_1T_2}{V_2T_1}p_2=100 \cdot 1{,}5 \cdot 1{,}33333p_2=200\,\text{кПа}
เราใช้กฎหมายก๊าซแบบครบวงจร
ตอบ200\,\text{кПа}
โจทย์ข้อที่ 194
แก๊สอุดมคติและกระบวนการที่มีพารามิเตอร์คงตัวปริมาณก๊าซ 8 ฉันอยู่ที่ความกดดัน 150 ปาสคาลและอุณหภูมิ 300 K ถูกโอนไปยังรัฐ 6 ลิตร 450 K. จงหาความดันสุดท้ายที่มวลคงที่
แสดงวิธีทำซ่อนวิธีทำ
- V_1
- 8\,\text{л}
- p_1
- 150\,\text{кПа}
- T_1
- 300\,\text{К}
- V_2
- 6\,\text{л}
- T_2
- 450\,\text{К}
p_2 - ?
- a=\frac{V_1}{V_2}a=\frac{8}{6}a=1{,}33333\,\text{раз}
การลดปริมาตรจะเพิ่มแรงกดดัน
- b=\frac{T_2}{T_1}b=\frac{450}{300}b=1{,}5\,\text{раз}
การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิสัมบูรณ์จะเพิ่มความดัน
- p_2=p_1\frac{V_1T_2}{V_2T_1}p_2=150 \cdot 1{,}33333 \cdot 1{,}5p_2=300\,\text{кПа}
เราใช้กฎหมายก๊าซแบบครบวงจร
ตอบ300\,\text{кПа}
ทฤษฎีเบื้องหลังโจทย์เหล่านี้
กลับไปทบทวนหัวข้อ หากโจทย์ยังไม่ยอมแพ้
สูตรตามหัวข้อ
ค้นสัญลักษณ์และหน่วยวัดได้ในคู่มืออ้างอิง