- •2.3 Практическое занятие №3
- •Примеры решения задач
- •Задачи для решения на занятии
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Рекомендуемая литература
- •2.4 Практическое занятие №4
- •Примеры решения задач
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Задачи для решения на занятии
- •Рекомендуемая литература
Задачи для решения на занятии
1. Определить молярную массу ацетилена (С2Н2). (Ответ: 2,6·10-2 кг/моль)
2. Сколько молекул воды содержится в капле массой 0,2 г? (Ответ: 6,7·1021)
3. Сколько молекул газа содержится в колбе вместимостью 500 см3 при нормальных условиях? (Ответ: 1,34·1022)
4. Сколько молекул содержится при нормальных условиях в 1 кг кислорода? Плотность кислорода при нормальных условиях приять равной 1,43 кг/м3. (Ответ: 1,9·1025)
6. Определите давление водорода, если средняя квадратичная скорость его молекул 800 м/с, а его плотность 2,4 кг/м3. (Ответ: 0,512 МПа).
7.Найти температуру газа при давлении 100 кПа и концентрации молекул 1025м-3. (Ответ: 724 0К)
8.Найти среднюю квадратичную скорость молекул воздуха при температуре 170С. молярная масса воздуха 0,029 кг/моль. (Ответ: 500 м/с)
9. Найти среднюю длину свободного пробега молекул углекислого газа при температуре 1000С и давлении 13,3 Па. Диаметр молекул углекислого газа 0,32 нм.(Ответ:850 мкм)
10. Найти среднее число столкновений в единицу времени молекул углекислого газа при температуре 1000С, если средняя длина свободного пробега 870 мкм. (Ответ: 4,87·105 с-1)
Вопросы для самоконтроля
Сформулируйте основные положения молекулярно – кинетической теории.
Что такое относительная молекулярная масса?
Что называют количеством вещества? Единица измерения.
Каков физический смысл постоянной Авогадро?
В чем измеряется молярная масса?
Какой газ называется идеальным?
Что такое давление? Чем оно обусловлено?
Что называется термодинамическим процессом? изопроцессом?
Сформулируйте законы Бойля – Мариотта, Гей – Люссака, Шарля.
Какая температура называется термодинамической?
Какой физический смысл имеет газовая постоянная и постоянная Больцмана?
Какова связь между кинетической энергией поступательного движения молекул газа и его термодинамической температурой?.
Какую величину называют длиной свободного пробега молекул?
Задачи для самостоятельного решения
3.1.Вычислить массу m0 одной молекулы газа.
Вариант |
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж |
з |
и |
к |
газ |
О3 |
СН4. |
О2 |
N2 |
CO2 |
He |
Kr |
Xe |
Ar |
Ne |
3.2.Определить массу m газа, взятого в количестве ν(моль).
Вариант |
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж |
з |
и |
к |
газ |
О3 |
СН4. |
О2 |
N2 |
CO2 |
He |
Kr |
Xe |
Ar |
Ne |
ν, моль |
100 |
50 |
20 |
35 |
40 |
55 |
75 |
120 |
110 |
90 |
3.3.Какое давление создает m газа, занимающая объем V при температуре Т
Вариант |
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж |
з |
и |
к |
m, г |
5 |
4 |
3 |
2 |
6 |
2,5 |
3,5 |
4,5 |
5,5 |
6,5 |
V, см3 |
765 |
786 |
790 |
779 |
755 |
756 |
800 |
732 |
880 |
765 |
Т, 0С |
8 |
5 |
7 |
6 |
4 |
9 |
10 |
2 |
3 |
11 |
газ |
водород |
гелий |
азот |
кислород |
углекислый газ |
водород |
гелий |
азот |
кислород |
углекислый газ |
3.4.Сосуд откачен до давления Р, температура воздуха t. Найти плотность воздуха в сосуде.
Вариант |
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж |
з |
и |
к |
Р, нПа |
1,33 |
2 |
2,4 |
2,7 |
1 |
1,5 |
3 |
3,2 |
3,7 |
4 |
t, 0С |
10 |
12 |
15 |
17 |
20 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
3.5.Определить сколько киломолей и молекул газа содержится в объеме V под давлением Р при температуре Т. Какова плотность газа
Вариант |
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж |
з |
и |
к |
V, л |
50 |
40 |
30 |
20 |
60 |
25 |
35 |
45 |
55 |
65 |
Р, мм.рт.ст |
765 |
786 |
790 |
779 |
755 |
756 |
800 |
732 |
880 |
765 |
Т, 0С |
18 |
25 |
20 |
8 |
30 |
45 |
13 |
10 |
12 |
15 |
газ |
водород |
гелий |
азот |
кислород |
углекислый газ |
водород |
гелий |
азот |
кислород |
углекислый газ |
3.6.В сосуде находится газ. Какое давление Р он производит на стенки сосуда, если масса газа m, его объем V, средняя квадратичная скорость молекул .
Вариант |
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж |
з |
и |
к |
m, г |
5 |
12 |
10 |
50 |
32 |
67 |
25 |
4 |
7 |
9 |
V, л |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
6 |
,м/с |
500 |
550 |
520 |
498 |
480 |
510 |
525 |
530 |
517 |
523 |
3.7. Определите температуру Т газа, если средняя кинетическая энергия поступательного движения его молекул равна Ек
Вариант |
а |
б |
в |
г |
д |
Ек, Дж |
1,6∙10-19 |
2∙10-19 |
2,6∙10-19 |
3∙10-19 |
4∙10-19 |
Вариант |
е |
ж |
з |
и |
к |
Ек, Дж |
4,5∙10-19 |
6∙10-19 |
7∙10-19 |
8∙10-19 |
9∙10-19 |
3.8.В сосуде объемом V, находится смесь m1 гелия и m2 водорода при температуре T. Определить давление и молярную массу смеси газов.
Вариант |
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж |
з |
и |
к |
V, м3 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
1 |
10 |
m1,кг |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
10,5 |
9,5 |
m2, кг |
2 |
2,5 |
1,5 |
2,2 |
1,7 |
1,8 |
2,6 |
3 |
3,2 |
1,9 |
T, 0С |
27 |
22 |
24 |
23 |
19 |
28 |
29 |
21 |
20 |
18 |
3.9. Найти плотность газа, если молекула за время 1 с испытывает столкновений при температуре Т. Какова средняя длина свободного пробега молекул?
Вариант |
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж |
з |
и |
к |
d·10-10, м |
2,3 |
2,9 |
3,1 |
1,9 |
3,5 |
4 |
3,1 |
1,9 |
3,5 |
4 |
, с-1 |
2,05 |
2 |
2,1 |
2,5 |
2,6 |
3 |
5 |
7 |
8 |
9 |
Т1, 0С |
12 |
15 |
7 |
28 |
25 |
10 |
35 |
50 |
40 |
55 |
газ |
водород |
кислород |
азот |
гелий |
аргон |
углекислый газ |
азот |
гелий |
аргон |
углекислый газ |
3.10. Определить среднюю длину свободного пробега молекул и число соударений за время 1 с, происходящих между всеми молекулами газа, находящегося в сосуде емкостью V при температуре Т и давлении Р.
Вариант |
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж |
з |
и |
к |
V, л |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
4,5 |
2,5 |
3,5 |
4,5 |
Р, кПа |
100 |
93 |
74 |
42 |
52 |
45 |
13 |
35 |
49 |
60 |
d·10-10, м |
2,3 |
2,9 |
3,1 |
2,3 |
2,9 |
3,1 |
2,3 |
2,9 |
3,1 |
2,3 |
Т, 0С |
27 |
35 |
42 |
40 |
50 |
60 |
65 |
35 |
75 |
48 |
газ |
водород |
кислород |
азот |
водород |
кислород |
азот |
водород |
кислород |
азот |
водород |
Номера задач, для индивидуального решения, выбираются согласно таблице вариантов индивидуальных работ (Приложение А).