Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии. Задачи 80-98

Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии. Учебное пособие для вузов / Под ред. В. А. Рабиновича и Х. М. Рубиной. – 23-е изд., исправленное – Л.: Химия, 1985. – 264 с., ил.

80. Масса 200 мл ацетилена при нормальных условиях равна 0,232 г. Определить мольную массу ацетилена. Решение

81. Вычислить мольную массу газа, если масса 600 мл его при нормальных условиях равна 1,714 г. Решение

82. Масса 0,001 м3 газа (0 °С, 101,33 кПа) равна 1,25 г. Вычислить: а) мольную массу газа; б) массу одной молекулы газа. Решение

83. Масса 0,001 м3 газа при нормальных условиях равна 0,0021 кг. Определить мольную массу газа и его плотность по воздуху. Решение

84. Плотность этилена по кислороду равна 0,875. Определить молекулярную массу газа. Решение

85. Масса 0,001 м3 некоторого газа при нормальных условиях равна 0,00152 кг, а масса 0,001 м3 азота составляет 0,00125 кг. Вычислить молекулярную массу газа, исходя: а) из его плотности относительно азота; б) из мольного объема. Решение

86. Из скольких атомов состоят в парáх молекулы ртути, если плотность паров ртути по воздуху равна 6,92? Решение

87. При некоторой температуре плотность паров серы по азоту равна 9,14. Из скольких атомов состоит молекула серы при этой температуре? Решение

88. Вычислить мольную массу ацетона, если масса 500 мл его паров при 87 °С и давлении 96 кПа (720 мм рт. ст.) равна 0,93 г. Решение

89. При 17 °С и давлении 104 кПа (780 мм рт. ст.) масса 624 мл газа равна 1,56 г. Вычислить молекулярную массу газа. Решение

90. Какой объем займет 1 кг воздуха при 17 °С и давлении 101,33 кПа? Решение

91. Газометр вместимостью 20 л наполнен газом. Плотность этого газа по воздуху 0,40, давление 103,3 кПа (774,8 мм рт. ст.), температура 17 °С. Вычислить массу газа. Решение

92. Масса колбы вместимостью 750 мл, наполненной при 27 °С кислородом, равна 83,3 г. Масса пустой колбы составляет 82,1 г. Определить давление кислорода. Решение

93. Вычислить массу 1 м3 воздуха при 17 °С и давлении 83,2 кПа (624 мм рт. ст.). Решение

94. Какой из перечисленных ниже фактов может служить доказательством одноатомности газообразного неона: а) неон не образует соединений с другими элементами; б) плотность неона вдвое меньше, чем плотность следующего благородного газа – аргона; в) плотность неона почти вдвое меньше плотности фтора – предыдущего элемента периодической системы? Решение с ключом

95. Чему равна плотность хлора по воздуху: а) 2,44; б) 3,0; в) можно определить только опытным путем? Решение

96. Газообразный оксид содержит 30,4% азота. В молекулу оксида входит один атом азота. Чему равна плотность газа по кислороду: а) 0,94; б) 1,44; в) 1,50? Решение

97. Масса 2,24 л газа (условия нормальные) равна 2,8 г. Чему равна молекулярная масса газа: а) 14; б) 28; в) 42? Решение

98. Масса атома серы в два раза больше массы атома кислорода. Можно ли на этом основании считать, что плотность паров серы по кислороду равна двум: а) можно; б) нельзя? Решение с ключом

Химия 11 класс. Задачи на приведение газов к нормальным условиям

moiurokihimii.ru > 11 класс > Химия 11 класс. Задачи на приведение газов к нормальным условиям

Задачи этого типа используются  преимущественно  в углубленном  школьном курсе химии и относятся к заданиям повышенного уровня сложности. Для их решения обычно используется уравнение Менделеева-Клапейрона, и здесь требуется очень точный математический расчет, так как грубое округление может значительно исказить ответ.

 

  1. 520 мл газа при 39 С и 684 мм рт.ст. имеют массу 0,513 г. Ка­кой это газ?
  1. 2. Найдите молярную массу вещества, зная, что 2 380 мл его паров при 740 мм рт.ст. и 97 С имеют массу  9 г. (156)
  1. Определите вещество, если масса паров его объемом 600 мл при 87 С и давлении 83,2 кПа равна 1,3 г.
  1. 500 мл паров вещества при 87 С и 96 кПА имеют массу 0,93 г. Определите молярную массу этого вещества. (58)
  1. Какой объем займет 1 кг воздуха при 17 С и 101,33 кПа? (820 л)
  1. Масса колбы вместимостью 750 мл, наполненной при 27 С кислородом, равна 83,3 г. Масса пустой колбы — 82,1 г. Определите давление кис­лорода в колбе. (124,7 кПа)
  1. Какова масса 1 м3 воздуха при 17 С и 83,2 кПа? (1 кг)
  1. Какое количество бертолетовой соли нужно для получения кислоро­да, необходимого для заполнения баллона емкостью в 20 л? Газ в баллоне находится при температуре 17 С и давлении 770 мм рт.ст. (69,5 г)
  1. При 27 С и давлении 720 мм рт.ст. объем газа равен 5 л. Какой объем займет это же количество газа при 39 С и давлении 104 кПа? (4,8 л)
  1. Давление газа в закрытом сосуде равно 100 кПа при 12 С. Каким станет давление газа, если нагреть сосуд до 30 С? (106,3 кПа)
  1.  При взаимодействии 1,28 г металла с водой выделилось 380 мл во­дорода, измеренного при 21 С и давлении 104,5 кПа. Определите ме­талл.
  1. При 17 С некоторое количество газа занимает объем 580 мл. Какой объем займет это же количество газа при 100 С, если давление его останется неизменным? (746 мл)

Еще на эту тему:



Методическое пособие по молекулярной физике

ФГБОУ ВО САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНИКУМ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Методическое пособие.

Дисциплина : физика.

Тема : молекулярная физика.

Составитель : Тулкуева М.Ю.

САНКТ – ПЕТЕРБУРГ

2017 — 2018

Содержание :

  1. Введение. — 3

  2. Основная часть

2.1. Основные положения м.к.т. – 4

2.2. Величины, характеризующие молекулы — 5

2.3. Единицы давления — 6

2.4. Шкала Кельвина. Абсолютный ноль. – 6

2.5. Основное уравнение м.к.т. – 6

2.6. Вывод объединенного газового закона — 7

2.7. Вывод уравнения Менделеева – Клапейрона — 7

2.8. Внутренняя энергия системы — 7

2.9. Внутренняя энергия идеального газа — 8

2.10. Работа газа — 8

2.11. Изопроцессы. Газовые законы. – 9

Фундаментальные физические константы — 10

3. Задачи для самостоятельного решения — 11

4. Контроль знаний

4.1. Тестовые задания — 13

4.2. Ключ к тестовым заданиям — 17

4.3. Практические задания — 18

5. Заключительная часть — 22

  1. Введение.

Данная методическая разработка составлена в соответствии с требованиями ФГОС и рабочей программы дисциплины.

Разработана в помощь студентам 1 курса на базе 9 классов специальностей 19.02.03 19.02.05 19.02.10. при изучении дисциплины – физика, раздела – молекулярная физика.

Методическая разработка содержит теоретическую часть, задачи для самостоятельного решения и задания для контроля знаний.

  • Приступать к решению задач необходимо только после изучения теоретического материала.

  • Последовательность задач для самостоятельного решения соответствует последовательности изложения теоретического материала.

  • Рекомендуется решать задачи в изложенной последовательности

  • К контролю знаний рекомендуется приступать только после решения всех задач для самостоятельного решения.

  • П 1 представляет собой контроль знаний по решению практических задач.

  • П 2 представляет собой контроль знаний по графическим заданиям.

  • К тестовым заданиям приложены ключи для самоконтроля усвоения материала.

  • Т 1 Т 2 Т 3 надо рассматривать в соответствии с их порядковыми номерами. Так как вопросы усложняются в соответствии с порядковым номером теста.

2. Основная часть.

    1. 2.1. Основные положения молекулярно – кинетической теории.

В начале 19 века английским ученым Дальтоном было показано, что многие закономерности строения вещества и их свойства, можно объяснить, используя представления об атомах. Дальтон научно обосновал строение вещества.

К началу 20 века была окончательно создана и подтверждена множеством опытов молекулярно – кинетическая теория строения вещества. ( мкт ).

Основные положения мкт.

  1. Все вещества состоят из молекул, между которыми имеются межмолекулярные промежутки. * Молекула – наименьшая частица вещества, способная к самостоятельному существованию и сохраняющая свойства вещества. Молекулы состоят из атомов. Например : молекула воды состоит из 2 атомов водорода и 1 атома кислорода.

  2. Молекулы любого вещества непрерывно и хаотически движутся.

  • Это движение называется тепловым, так как его интенсивность зависит от температуры вещества. Чем выше температура вещества, тем больше кинетические энергии его молекул и наоборот. Тепловое движение молекул подтверждается диффузией и броуновским движением.

  1. На небольших расстояниях между молекулами действуют как силы притяжения, так и силы отталкивания. Природа этих сил электромагнитная.

На основе основных положений мкт, можно объяснить свойства веществ в 3 агрегатных состояниях. В твердом агрегатном состоянии молекулы имеют строго упорядоченное расположение ( кристаллическую решетку ). Молекулы совершают колебательное движение около узла решетки, то есть положения устойчивого равновесия. Поэтому твердые вещества сохраняют форму и объем.

В жидкостях молекулы совершают колебательное движение около положения устойчивого равновесия, но еще осуществляют перескоки в новые положения устойчивого равновесия. Такое строение называется квазикристаллическим.

Поэтому жидкости текучи. Жидкости практически несжимаемы, так как промежутки между молекулами очень малы. Жидкости сохраняют объем, но не сохраняют формы.

Газы легко сжимаемы, не сохраняют форму и занимают весь предоставленный объем. Это объясняется тем, что у молекул газа нет положений устойчивого равновесия и межмолекулярные промежутки велики. Поэтому газы легко сжимаемы.

2.2 Величины, характеризующие размеры и массы молекул.

Относительной атомной массой вещества называется число, которое показывает во сколько раз масса атома данного вещества, больше 1/12 массы атома углерода. Так как 1/12 массы атома углерода равна массе атома водорода, то атомная масса водорода – единица и атомная масса вещества показывает во сколько раз масса атома данного вещества больше массы атома водорода.

Относительная атомная масса выражается в а.е.м.

1 а.е.м. = 1,66*10 – 27 кг.

Молем называется такое количество вещества, в котором содержится столько же молекул сколько их в 12 г углерода. Следовательно, в моле любого газа содержится одинаковое количество молекул. Это число назвали числом Авогадро.

Nа – число Авогадро, показывает количество молекул в 1 моле газа.

Nа = 6,02*1023 1/моль = 6,02*1023 моль – 1.

При изучении свойств газов было установлено, что 1 кмоль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 м3, что находится в полном соответствии с законом Авогадро. В равных объемах различных газов при одинаковых давлениях и температуре, содержится одинаковое количество молекул.

Число молекул газа в единице объема при нормальных условиях называется числом Лошмидта. Nл = 2,7*1025 м – 3.

М – молярная масса вещества. Это масса одного моля вещества. Так как в международной системе единиц масса измеряется в кг, то М = А*10 -3 кг/моль. А – относительная атомная масса.

v – количество вещества Количество вещества измеряется в молях. Его можно найти как частное общего количества молекул к числу Авогадро, или как частное массы вещества к молярной массе. v=N/Nа=m/M

Чтобы найти массу молекулы вещества надо молярную массу разделить на число Авогадро. Mo = M/Nа. Тогда количество молекул в данной массе вещества можно найти по формуле : N = m*Na/M.

    1. Единицы давления.

Давлением называется физическая величина, которая численно равна силе, приходящейся на единицу площади. P=F/S. В международной системе единиц давление измеряется в Паскалях. Па – производная единица измерения. Встречаются также внесистемные единицы давления.

мм рт ст- миллиметр ртутного столба. Это давление, которое столбик ртути высотой 1 мм создает на горизонтальную поверхность. 1 мм рт ст = 133 Па

ат – атмосфера техническая Это давление, которое 1 кгс оказывает на 1 см2.

1 ат = 105 Па. 1 ат = 9,81 Н/10 – 4 м2 = 9,81*104 = 105 Па.

атм-атмосфера физическая Это давление, которое столб ртути высотой 760 мм создает на горизонтальную поверхность.

1 атм = 105 Па. 760 мм рт ст * 133 = 101080 Па = 105 Па.

    1. Шкала Кельвина. Абсолютный ноль.

В t – p координатах был построен график для различных газов. Газы находились в замкнутых объемах. Их нагревали и в процессе нагревания измеряли температуру и соответствующее каждой температуре – давление. Все зависимости представляли собой прямые. Оказалось, что все прямые пересекались в одной точке, расположенной на оси абсцисс. По масштабу графика была определена температура, соответствующая точке пересечения. Она оказалась равной – 273 градуса. Эту температуру назвали абсолютным нулем. Давление, соответствующее этой температуре равно 0.

Газом создается давление на стенки сосуда, в котором он находится из – за соударений молекул о стенки сосуда. При температуре – 273 градуса давление равно 0. Следовательно, при этой температуре молекулы не ударяются о стенки сосуда, так как прекращают свое поступательное движение.

Абсолютный ноль – температура, при которой прекращается поступательное движение молекул. Обозначение абсолютной температуры – Т. Единица измерения – Кельвин. Шкала, отсчет по которой идет от абсолютного нуля называется абсолютной или шкалой Кельвина. Цена деления по шкале Кельвина и Цельсия одинакова, поэтому чтобы градусы перевести в Кельвины, надо прибавить 273.

Т = t+273.

    1. Основное уравнение мкт. Физический смысл постоянной Больцмана.

P=2/3noE no — концентрация молекул. Это количество молекул в единице объема газа. Следовательно, no = N/V. E – среднее значение энергии поступательного даижения молекул.

Давление газа прямопропорционально среднему значению энергии поступательного движения молекул. При температуре – 273 градуса, p = 0. Следовательно, при этой температуре прекращается поступательное движение молекул, о чем говорилось выше.

Е = 3/2kT. Т – абсолютная температура. Энергия молекул прямопропорциональна температуре вещества.

К – постоянная Больцмана. к=1,38*10— 23 Дж/K

Физический смысл этой постоянной состоит в том, что она показывает, какая работа приходится на 1 молекулу газа, при его изобарическом нагреве на 1 К. Изобарическим называется процесс, происходящий при постоянном давлении.

P = 2/3noE

E = 3/2kT p = 2/3no3/2kT = nokT.

Давление газа прямопропорционально его абсолютной температуре.

Далее, все закономерности будут получены из этого уравнения. Реальные газы будут соответствовать этим закономерностям, если они не сжаты и не перегреты. Поэтому было введено понятие идеального газа, который подчиняется этим закономерностям без всяких ограничений.

Идеальным называется газ, в котором пренебрегают размерами молекул, принимая их за материальные точки. Так же, пренебрегают взаимодействием молекул. Среднее значение квадратичной скорости молекул идеального газа, определяется как подкоренное выражение из 3RT/M. R – универсальная газовая постоянная.

R = 8,31 Дж/моль К. Физический смысл этой величины состоит в том, что она показывает какую работу совершает 1 моль газа при его изобарическом нагреве на 1 К.

    1. Вывод объединенного газового закона или уравнения состояния идеального газа.

P = nokT

No=N/V p=N/V *kT pV/T=Nk pV/T=const Параметры p,V,T называются термодинамическими. При любых изменениях термодинамических параметров газа, произведение давления на объем, отнесенное к абсолютной температуре газа – есть величина постоянная.

Итак, если имеется некоторая масса газа, у которой изменяются термодинамические параметры, то p1V1/T1=p2V2/T2. В таком виде уравнение называется объединенным газовым законом.

Привести газ к нормальным условиям означает найти его объем при этих условиях.

Нормальными называются условия при которых температура газа составляет 273 К, а давление 105 Па. Po=105 Па То=273 К. Объем газа при нормальных условиях находим из объединенного газового закона для этих условий.

Из уравнения poVo/To=pV/T, выражаем Vo.

Объединенный газовый закон связывает 3 термодинамических параметра газа при неизменной массе.

    1. Вывод уравнения Менделеева – Клапейрона.

P=nokT

No=N/V p=NkT/V pV=NkT Запишем полученное уравнение для 1 моля газа.

pV1 моля=NakT. Nak=R.

Nak=6,02*1023*1,38*10— 23=8,31 Дж/моль К.

pV1 моля=RT. Умножим левую и правую части уравнения на количество молей – v.

pV1 моляv=vRT.

pV=mRT/M. В таком виде уравнение называется уравнением Менделеева – Клапейрона и связывает термодинамические параметры с массой газа.

    1. Внутренняя энергия системы.

Термодинамическая система как совокупность множества атомов и молекул обладает внутренней энергией – U. Внутренняя энергия – это сумма энергий молекулярных взаимодействий и энергии теплового движения молекул.

Внутренняя энергия системы зависит только от ее состояния и является однозначной функцией состояния. Изменение состояния системы характеризуется изменением термодинамических параметров. Одному и тому же состоянию системы соответствует определенное значение внутренней энергии.

При нагревании газа увеличивается скорость движения молекул и атомов, что приводит к увеличению внутренней энергии; следовательно, внутренняя энергия зависит от температуры. При изменении давления или объема газа меняются межмолекулярные расстояния, то есть изменяется потенциальная энергия взаимодействия атомов и молекул, а следовательно изменяется внутренняя энергия газа.

Началом отсчета внутренней энергии считают такое состояние системы, при котором U = 0. Считают, что U = 0 при Т = 0. При переходе системы из одного состояния в другое практический интерес представляет изменение внутренней энергии, поэтому выбор начала отсчета не имеет значения.

    1. Внутренняя энергия идеального газа.

Как говорилось выше, в идеальном газе пренебрегают взаимодействием молекул, то есть потенциальную энергию взаимодействия, считают равной 0. Поэтому внутренняя энергия идеального газа представляет собой кинетическую энергию поступательного (теплового) движения молекул.

E = 3kT/2 Это энергия одной молекулы. Следовательно, если эту энергию умножить на произведение количества молей и количества молекул в 1 моле, то получим внутреннюю энергию.

U = vNaE = mNaE/M.

U = mNa3kT/2M

Nak = R. U = 3mRT/2M. Эта формула справедлива для одноатомных газов. К одноатомным относятся инертные газы – аргон, неон, гелий.

Внутренняя энергия идеального газа прямопропорциональна его массе и термодинамической температуре.

Молекула одноатомного газа рассматривается как материальная точка. Положение одноатомной молекулы в пространстве однозначно определяется 3 координатами. То есть одноатомный газ имеет 3 степени свободы. Вследствие того что молекула находится в хаотическом движении, все направления равноправны. Средняя энергия поступательного движения молекулы равномерно распределена между 3 степенями свободы. На каждую степень свободы поступательного движения одноатомной молекулы приходится одинаковая кинетическая энергия, равная половине произведения кТ.

Молекула двухатомного газа представляет собой 2 жестко связанных атома. Эти молекулы движутся не только поступательно, но и вращаются. Следовательно, к 3 степеням свободы поступательного движения добавляются еще 2 степени свободы вращательного движения. То есть, у двухатомного газа 5 степеней свободы.

Если газ трехатомный или многоатомный, то добавляется еще 1 степень свободы вращательного движения. То есть, у трехатомных или многоатомных газов 6 степеней свободы молекул. А на каждую степень свободы приходится половина произведения кТ. Следовательно, для двухатомных газов U = 5mRT/2M, для трехатомных и многоатомных U = 6mRT/2M, U = 3mRT/M.

    1. Работа газа.

В цилиндре, под поршнем находится газ. Давление газа – p, объем – V. Площадь поршня – S. P=F/S. F = pS – сила, с которой газ давит на поршень. При расширении газа поршень переместится на высоту h. Газ совершит работу A = Fh.

A = Fh

F = pS. A = pSh ∆V = Sh A = p∆V. Такую работу совершает газ при изобарическом расширении.

    1. Изопроцессы. Газовые законы.

Изопроцессом называется процесс, протекающий в газе при одном неизменном термодинамическом параметре. ( изос – равный).

Изопрцесс, который происходит при неизменном объеме газа, называется изохорическим. (хорема – вместимость)

Изопроцесс, который происходит при неизменном давлении, называется изобарическим. (барос – тяжелый)

Изопроцесс, который происходит при неизменной температуре, называется изотермическим. (термос – теплый)

Газовым законом называется закон, который связывает 2 термодинамических параметра при неизменном 3 параметре.

Исследования зависимости давления данной массы газа от температуры при неизменном объеме были произведены в 1787 году французским физиком Шарлем.

Им было установлено, что давление газа данной массы при постоянном объеме возрастает линейно с увеличением температуры.

P = po(1+ỳt) ỳ — температурный коэффициент давления. Его значение не зависит от природы газа и для всех газов он равен 1/273.

Из объединенного газового закона, можно получить зависимость давления от температуры, при неизменном объеме газа.

P1V1/T1 = p2V2/T2 ; V1 = V2 = V ; p1V/T1 = p2V/T2.

P1/T1 = P2/T2 ; p1/p2 = T1/T2. При неизменном объеме газа, давление прямопропорционально абсолютной температуре. В изохорическом процессе давление прямопропорционально абсолютной температуре.

Зависимость объема газа от температуры при постоянном давлении была установлена французским физиком и химиком Гей – Люссаком в 1802 году.

Опыты показали, что объем газа данной массы при постоянном давлении возрастает линейно с увеличением температуры.

V = Vo(1+ἀt)

ἀ — температурный коэффициент объемного расширения. Не зависит от рода газа и для всех газов одинаков – 1/273.

Из объединенного газового закона, можно получить зависимость объема от температуры при неизменном давлении.

P1V1/T1 = P2V2/T2; P1= P2 = P ; PV1/T1 = PV2/T2

V1/T1 = V2/T2 ; V1/V2 = T1/T2. При неизменном давлении газа, объем прямопропорционален абсолютной температуре. В изобарическом процессе объем прямопропорционален абсолютной температуре.

В 17 веке французским физиком Мариоттом и английским ученым Бойлем была установлена зависимость давления от объема при постоянной температуре.

Давление газа данной массы при постоянной температуре обратно пропорционально его объему.

Эту закономерность легко получить из объединенного газового закона.

P1V1/T1 = P2V2/T2 ; T1 = T2 = T ; P1V1/T = P2V2/T ; P1V1 = P2V2 ; PV = const.

Для газа данной массы при неизменной температуре, произведение давления на объем есть величина постоянная.

P1V1 = P2V2 ; P1/P2 = V2/V1.

При неизменной температуре газа, давление обратно пропорционально его объему. В изотермическом процессе давление газа обратно пропорционально его объему.

  • Не следует забывать, что газовые законы справедливы при неизменной массе газа. Если масса газа изменяется, то надо использовать уравнение Менделеева – Клапейрона.

Фундаментальные физические константы для раздела : Молекулярная физика.

Молярные массы некоторых газов.

  1. Задачи для самостоятельного решения и закрепления теоретического материала.

  1. Найти массу молекулы кислорода, водорода, азота.

  2. Найти массу молекулы углекислого газа, воздуха, гелия.

  3. Найти скорость молекулы азота при температуре 80 градусов.

  4. Найти скорость молекулы водорода при температуре 16 градусов.

  5. Найти число молекул в 40 мг кислорода, в 500 мкг углекислого газа, в 100 г азота.

  6. Найти количество молекул в 150 кг гелия, в 16 нг водорода.

  7. Определить температуру кислорода при средней скорости молекул 400 м/с.

  8. Определить температуру водорода при средней скорости молекул 800 м/с.

  9. Определить температуру воздуха при средней скорости молекул 600 м/с.

  10. Определить давление, при котором 1 м3 газа содержит 2,4 * 1026 молекул. Температура газа 60 градусов.

  11. При какой температуре 1 см3 содержит 1 * 1019 молекул, если давление газа 10 кПа?

  12. В лабораторных условиях создан вакуум. Давление газа 1,33 нПа. Температура газа 20 градусов. Определить количество молекул в 1 см3.

  13. Определить концентрацию молекул при температуре – 200 градусов и давлении 30 кПа.

  14. При температуре 70 градусов, давление газа 1,4 МПа. Найти количество молекул в единице объема.

  15. В баллоне объемом 1 л, находится азот под давлением 200 кПа. Там находится 4,3 * 1022 молекул. Найти среднюю энергию молекулы.

  16. В 1см3 газа находится 3 * 1019 молекул. Давление газа 250 кПа. Определить среднюю энергию молекулы.

  17. Найти среднюю энергию молекулы гелия при средней скорости 400 м/с.

  18. Найти среднюю скорость молекулы водорода при средней энергии 1 * 10 – 19 Дж.

  19. При давлении 810 кПа и температуре 12 градусов, объем газа 855 л. Определить давление при температуре 320 К и объеме 800 л.

  20. При давлении 608 кПа и температуре 20 градусов, газ занимает объем 586 л. Найти объем газа при температуре – 50 градусов и давлении 400 кПа.

  21. При давлении 127 кПа и температуре 27 градусов, газ занимает объем 600 л. Привести газ к н.у.

  22. Найти объем газа при н.у. При давлении 32 кПа и температуре 27 градусов, газ занимает объем 87 л.

  23. Найти массу углекислого газа при температуре 15 градусов, давлении 5 МПа. Объем газа 40 л.

  24. Определить температуру азота массой 1 кг при давлении 4 МПа. Вместимость баллона 25 л.

  25. Найти плотность углекислого газа при давлении 93,3 кПа и температуре 250 К.

  26. Найти плотность водорода при давлении 600 кПа и температуре 293 К.

  27. При температуре 20 градусов, давление газа 107 кПа .Газ изохорически нагрели до 423 К. Определить давление газа после нагрева.

  28. Находящийся в закрытом баллоне газ нагрели от 27 градусов до 360 К. Давление при этом возросло на 0,81 МПа. Определить первоначальное давление.

  29. Давление в рентгеновской трубке 1,2 мПа при 15 градусах. Определить давление в работающей трубке при температуре 130 градусов.

  30. Газ при температуре 300 К занимает объем 250 см3. Газ изобарически нагрели на 24 градуса. Определить объем после нагрева.

  31. Газ изобарически охладили на 20 градусов. Найти начальную температуру. Начальный объем 300 л. Конечный – 250 л.

  1. Газ изобарически нагрели на 40 градусов. При этом объем увеличился от 100 на 20 л. Определить начальную температуру.

  1. Резиновая камера содержит воздух при давлении 104 кПа. Камеру сжимают так, что объем уменьшается на 2/5 прежнего значения. Определить давление.

  1. Газ изотермически сжали на 30 л. При этом давление увеличилось от 700 до 760 кПа. Определить первоначальный объем.

  1. Газ изотермически расширился на 40 л. При этом давление уменьшилось от 600 до 540 кПа. Найти первоначальный обьем.

  1. Найти объем 12 г азота при давлении 3 МПА и температуре 0 градусов.

  1. Найти внутреннюю энергию 200 г водорода при средней скорости молекул 300 м/с.

  1. Найти внутреннюю энергию 40 кг кислорода при средней скорости молекул 400 м/с.

  1. Найти внутреннюю

    1. энергию газа при давлении 400 кПа и объеме 100 л.

    2. 40. Какую работу совершает газ, изобарически расширяясь от 3 л до 18 л?

    3. 41. Какую работу совершат 6 кг воздуха, расширяясь при изобарическом нагреве от 5 до 150 градусов?

    4. 42. Найти внутреннюю энергию 500 г водорода при средней энергии молекул 3*10 –19 Дж.

    5. 43. найти внутреннюю энергию 5 кг гелия при средней скорости молекул 200 м/с.

4.Контроль знаний.

4.1 Тестовые задания.

Т 1. Вариант 1.

1. Часть газа выпустили из баллона. При этом объем газа

А уменьшился

В не изменился

С увеличился

2. При неизменной концентрации молекул газа средняя энергия молекул уменьшилась в 4 раза. Давление газа

А уменьшилось в 16 раз

В уменьшилось в 2 раза

С уменьшилось в 4 раза

D не изменилось

3. Наименьшая упорядоченность в расположении молекул характерна для

А газов

В жидкостей

С твердых тел

4. Термодинамическими параметрами называются

А масса, температура и объем

В плотность, температура и давление

С объем, температура и давление

5. Изобарическим называется процесс при постоянном

А давлении

В объеме

6. Внутренняя энергия идеального газа

А сумма энергий поступательного движения молекул

В сумма энергий взаимодействия молекул

С сумма энергий поступательного движения молекул и энергий их взаимодействия

Т 1. Вариант 2.

1. Внутренняя энергия вещества

А сумма кинетических энергий молекул

В сумма кинетических энергий молекул и энергий их взаимодействия

С сумма энергий взаимодействия молекул

2. В идеальном газе пренебрегают

А движением молекул

В взаимодействием молекул

С расстоянием между молекулами

3. В результате охлаждения газа средняя кинетическая энергия молекул уменьшилась в 3 раза. При этом абсолютная температура

А увеличилась в 3 раза

В уменьшилась в 3 раза

С не изменилась

4. Часть газа выпустили из баллона при неизменной температуре. Внутренняя энергия газа

А уменьшилась

В увеличилась

С не изменилась

5. Газ изотермически сжали. Его давление А уменьшилось В увеличилось С не изменилось

6. В жидкостях молекулы совершают колебания около положения равновесия и совершают перескоки в новые положения равновесия. Этим объясняется А текучесть В несжимаемость С давление на дно сосуда.

Т 2. Молекулярная физика.

Вариант 1.

  1. Газ изотермически расширился. При этом его давление

А увеличилось

В уменьшилось

С не изменилось

2. Часть газа выпустили из баллона. Внутренняя энергия газа в баллоне

А уменьшилась

В не изменилась

С увеличилась

3. В баллон с газом добавили еще этого же газа. При этом концентрация молекул газа в баллоне

А увеличилась

В уменьшилась

С не изменилась

4. Внутренняя энергия 8 кг гелия при температуре 100 К

А 2493 мДж

В 2493 кДж

С 2,493 Дж

5. Внутренняя энергия идеального газа – это сумма

А кинетических энергий молекул

В кинетических и потенциальных энергий молекул

6. При неизменной концентрации молекул температура газа увеличилась в 3 раза. Давление

А не изменилось

В увеличилось в 3 раза

С увеличилось в 9 раз

D уменьшилось в 3 раза.

7. В V – p координатах, изотермическое сжатие

А перпендикуляр к оси р

В перпендикуляр к оси V

С гипербола

8. При изотермическом расширении

А объем увеличивается, давление уменьшается

В объем уменьшается, давление уменьшается

С объем увеличивается, давление увеличивается

9. Скорость молекул газа уменьшилась в 2 раза. Абсолютная температура при этом

А уменьшилась в 2 раза

В уменьшилась в 4 раза

С увеличилась в 2 раза

D увеличилась в 4 раза

Е не изменилась

10. Из приведенных формул верна

А М = m0Na

B M = m0/Na

C M = Na/m0

11. Привести газ к н.у. означает

А найти его температуру при этих условиях

В найти его объем при этих условиях

С найти его давление при этих условиях

Т 2. Молекулярная физика.

Вариант 2.

  1. Газ изобарически сжали. При этом его температура

А увеличилась

В уменьшилась

С не изменилась

2. Внутренняя энергия вещества является суммой

А потенциальных энергий молекул

В кинетических энергий молекул

С кинетических и потенциальных энергий молекул

3. Внутренняя энергия 4 кг водорода при температуре 20 К

А 0,831 Дж

В 831 кДж

С 831 МДж

4. Из приведенных формул верна

А N = pV/kT

B N = kT/pV

C N = pT/kV

5. Изотермическое сжатие в p – T координатах

А перпендикуляр к оси Т

В перпендикуляр к оси р

С прямая, выходящая из начала координат

D гипербола

6. Температура газа увеличилась в 4 раза. Скорость молекул

А увеличилась в 2 раза

В увеличилась в 4 раза

С уменьшилась в 4 раза

7. Газ, находящийся под поршнем сжали. При этом количество молекул в нем

А уменьшилось

В увеличилось

С не изменилось.

8. Газ изохорически охладили. При этом

А температура уменьшилась, давление уменьшилось

В объем уменьшился, давление уменьшилось

С температура уменьшилась, давление увеличилось

9. Процесс 1-2 изотермическое сжатие. В V – p координатах это

А отрезок 2-1

В отрезок 1-2

С гипербола 2-1

D гипербола 1-2

10. Температура газа в закрытом баллоне уменьшилась. При этом его внутренняя энергия

А не изменилась

В увеличилась

С уменьшилась

11. В каком случае в реальном газе можно пренебречь взаимодействием молекул?

А если газ сжат

В если давление газа превышает нормальное

С если давление газа меньше нормального или нормальное

Т 2. Молекулярная физика.

Вариант 3.

  1. При неизменной температуре внутренняя энергия газа уменьшилась в 2 раза. Масса газа

А уменьшилась в 2 раза

В уменьшилась в 4 раза

С увеличилась в 2 раза

D не изменилась

2. Средняя скорость молекул газа уменьшилась в 3 раза. При этом температура газа

А уменьшилась в 3 раза

В увеличилась в 3раза

С уменьшилась в 9 раз

D не изменилась

3. В 1 см3 газа находится 1015 молекул. Концентрация молекул

А 1021

В 109

С 1017

4. При температуре 10 градусов энергия молекул

А 20,7*10— 23Дж

В 585,81*10-23Дж

5. Произведение давления газа на его объем

А mRT/M

B pV/T

C n0kT

6. В баллон с газом добавили еще газа. Объем газа

А увеличился

В не изменился

С уменьшился

7. Газ изобарически охладили. При этом его объем

А увеличился

В уменьшился

С не изменился

8. Атомы вещества обладают

А кинетической и потенциальной энергией

В только кинетической энергией

С только потенциальной энергией

9. На графике в р – Т могут быть

А гипербола и перпендикуляры к осям

В перпендикуляры к осям и прямая из начала координат

С только перпендикуляры к осям

D гипербола, прямая из начала координат и перпендикуляры к осям.

10. Внутренняя энергия идеального газа находится по формуле для

А могоатомного газа

В двухатомного газа

С одноатомного газа

11. К чему приведет нахождение газового баллона на открытом солнце в жаркую погоду?

А к повышению давления

В к понижению давления

С к уменьшению массы.

4.2. Ключ к тестовым заданиям.

Т 1.

Т 2.

4.3. Практические задания.

П 1. Вариант 1.

1. Найти среднюю энергию молекулы водорода при средней скорости 200 м/с.

2. Газ изохорически нагрели на 50 градусов. При этом давление увеличилось от 700 до 760 кПа. Найти начальную температуру.

3. Найти температуру гелия при средней скорости молекул 350 м/с.

4. Найти число молекул в 200 г азота, в 400 мг кислорода и в 300 мкг воздуха.

5. При давлении 780 кПа, температуре 60 градусов, объем газа 400 л. Каким будет объем газа при нагреве на 20 градусов, если при этом давление уменьшится на 50 кПа?

6. Найти внутреннюю энергию 500 г азота при средней скорости молекул 560 м/с.

П 1. Вариант 2.

1. Найти массу углекислого газа при температуре 17 градусов, давлении 725 мм рт ст и объеме 160 л.

2. Давление газа 138 * 10 -21 Па. Найти температуру газа. В 20 л находится 2 * 105 молекул.

3. Средняя энергия молекул 2 * 10 -21 Дж. Определить температуру газа.

4. Газ изобарически охладили на 50 К. При этом объем уменьшился от 520 до 480 л. Найти начальную температуру.

5. Найти среднюю энергию молекул кислорода при средней скорости молекул 680 м/с.

6. Найти внутреннюю энергию 650 мг кислорода при средней скорости молекул 400 м/с.

П 1. Вариант 3.

1. Найти внутреннюю энергию газа при давлении 700 кПа и объеме 100 л.

2. Найти температуру углекислого газа при средней скорости молекул 530 м/с.

3. Найти температуру 400 мг кислорода при давлении 600 кПа и объеме 400 л.

4. Найти давление газа при температуре 30 градусов. В 100 л находится 1020 молекул.

5. При н.у. объем газа 400 л. Найти его объем при 790 кПа и температуре 600.

6. При изотермическом расширении объем газа увеличился на 45 л. При этом давление уменьшилось от 870 до 800 кПа. Найти начальный объем газа.

П 1. Вариант 4.

1. Средняя скорость молекул воздуха 370 м/с. Определить температуру.

2. При давлении 900 кПа и температуре 330, объем газа 40 л. Найти температуру при давлении980 кПа, если объем уменьшится на 12 л.

3. Найти массу водорода при температуре – 20. Объем 60 л. Давление 700 кПа.

4. Найти число молекул газа в 100 л. Температура 270. Давление 400 кПа.

5. Газ изотермически сжали на 70 л. Давление увеличилось от 700 до 760 кПа. Найти начальный объем.

6. Найти число молекул в 100 мкг азота, в 40 мг гелия и в 400 мг кислорода.

П 1. Вариант 5.

1. Найти массу молекулы гелия, водорода и азота.

2. Найти температуру 2 кг кислорода при давлении 890 кПа и объеме 70 л.

3. Найти концентрацию молекул газа при давлении 150 нПа и температуре 1000.

4. Газ изохорически охладили на 300. При этом давление уменьшилось от 800 до 740 кПа. Найти начальную температуру.

5. Среднее значение энергии поступательного движения молекул 3 * 10 -19 Дж. Найти температуру газа.

6. Скорость молекулы водорода 700 м/с. Определить среднее значение энергии.

П 1. Вариант 6.

1. Найти скорость молекул водорода при температуре 1400.

2. Найти количество молекул в 1 кг азота, в 4 мг водорода.

3. Найти внутреннюю энергию 500 мг азота при средней скорости молекул 200 м/с.

4. При 700 и давлении 700 кПа, объем газа 100 л. Определить давление после нагрева газа на 320. Причем объем уменьшится на 40 л.

5. Найти массу воздуха в объеме 30 л при температуре 400 и давлении 900 кПа.

6. Средняя скорость молекул 499 м/с. Определить среднее значение энергии.

П 1. Вариант 7.

1. Средняя скорость молекулы 180 м/с. Определить температуру газа.

2. Найти давление газа при температуре 2000. В 30 л газа находится 3 * 1010 молекул.

3. Газ изобарически охладили на 40 градусов. Объем уменьшился от 200 на 50 л. Определить начальную температуру.

4. При температуре 170давление газа 400 кПа и объем 30 л. Найти объем газа при н.у.

5. Найти массу азота в 40 – литровом баллоне при температуре 800 и давлении 600 кПа.

6. Найти внутреннюю энергию кислорода при 700. Давление 700 кПа и объем 300 л.

П 1. Вариант 8.

1. Найти температуру кислорода при средней скорости молекул 400 м/с.

2. Найти массу гелия при температуре – 50и объеме 40 л. Давление газа 740 мм рт ст.

3. Газ изотермически сжали на 30 л. Найти начальный объем. Давление увеличилось от 800 до 830 кПа.

4. Найти среднюю энергию молекул азота при средней скорости 400 м/с.

5. Найти количество молекул в 200 л воздуха при давлении 200 фПа и температуре 30 градусов.

6. Найти давление в 100 л газа при 170. В газа 2 * 1015молекул.

П 2. Вариант 1.

1. Замкнутый цикл состоит из процессов : изобарическое расширение

Изотермическое расширение

Изохорическое охлаждение

Изобарическое сжатие

Изотермическое сжатие. Заполнить таблицу.

  1. Построить замкнутый цикл в V – T координатах.

  2. Построить замкнутый цикл в р – V координатах.

  3. В процессе 1 – 2 объем увеличивается от 100 до 200 л. Изменение температуры в этом процессе 40 К. Найти начальную температуру.

  4. Определить конечную температуру в процессе 2 – 3.

  5. Чего не может быть на графике замкнутого цикла в р – V координатах?

А прямая из начала координат

В гипербола

С перпендикуляры к осям

П 2. Вариант 2.

1. Каких процессов из перечисленных не существует? Почему ? Изотермическое охлаждение, изохорическое охлаждение, изобарический нагрев, изохорическое расширение, изотермическое сжатие, изохорическое сжатие.

2. Замкнутый цикл состоит из процессов : изохорический нагрев, изотермическое расширение, изохорическое охлаждение, изобарическое расширение, изотермическое сжатие. Заполнить таблицу

3.Построить замкнутый цикл в V – p координатах.

4.Построить замкнутый цикл в Т – V координатах.

5.В процессе 2 – 3 объем увеличивается от 100 до 200 л. При этом давление уменьшается на 20 кПа. Определить давление в начале процесса.

6. Определить давление в конце процесса 2 – 3.

П 2. Вариант 3.

1. Замкнутый цикл состоит из процессов : изотермическое сжатие, изобарическое охлаждение, изотермическое расширение, изохорическое охлаждение, изобарический нагрев. Заполнить таблицу

  1. Построить этот цикл в р – Т координатах.

  2. Построить цикл в V – p координатах.

  3. Построить цикл в Т – V координатах.

  4. В процессе 5 – 1 температура увеличивается от 100 до 150 К. Объем увеличивается на 40 л. Определить объем в начале процесса.

  5. Определить объем в конце процесса 5 – 1. Определить температуру в конце процесса 1 – 2.

П 2. Вариант 4.

1. Замкнутый цикл состоит из процессов. Изотермическое сжатие, изобарическое охлаждение, изотермическое расширение, изохорический нагрев, изобарический нагрев. Заполнить таблицу.

  1. Построить этот цикл в Т – р координатах.

  2. Построить цикл в V – T координатах.

  3. Построить цикл в р – V координатах.

  4. В процессе 2 – 3 температура убывает от 200 до 100 К. Объем при этом изменяется на 30 л. Определить объем в начале процесса.

  5. Определить Т1, T4,

Заключительная часть.

При составлении тестовых и практических заданий учитывались задания ЕГЭ по физике 2015 – 2016, 2016 – 2017 учебных лет.

Так же учтены требования ФГОС по физике и рекомендации методического кабинета ТПП.

ICSC 0495 — ИЗОДЕЦИЛОВЫЙ СПИРТ (СМЕСЬ ИЗОМЕРОВ)

ICSC 0495 — ИЗОДЕЦИЛОВЫЙ СПИРТ (СМЕСЬ ИЗОМЕРОВ)
ИЗОДЕЦИЛОВЫЙ СПИРТ (СМЕСЬ ИЗОМЕРОВ)ICSC: 0495
Октябрь 1999
CAS #: 25339-17-7
EINECS #: 246-869-1

  ОСОБЫЕ ОПАСНОСТИ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ ТУШЕНИЕ ПОЖАРА
ПОЖАР И ВЗРЫВ Горючее.    НЕ использовать открытый огонь.    Использовать порошок, двуокись углерода, пену. Вода может быть не эффективной.    

   
  СИМПТОМЫ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
Вдыхание Кашель. Головокружение. Вялость. Головная боль. Тошнота. Боли в горле.  Применять вентиляцию.  Свежий воздух, покой. Обратиться за медицинской помощью. 
Кожа Сухость кожи. Покраснение.  Защитные перчатки.  Снять загрязненную одежду. Ополоснуть и затем промыть кожу водой с мылом. обратиться за медицинской помощью . 
Глаза Покраснение. Боль.  Использовать защитные очки.  Прежде всего промыть большим количеством воды в течение нескольких минут (снять контактные линзы, если это возможно сделать без затруднений), затем обратится за медицинской помощью.  
Проглатывание Диарея. Рвота. Далее См. вдыхание.  Не принимать пищу, напитки и не курить во время работы.   Прополоскать рот. Отдых. Обратиться за медицинской помощью . 

ЛИКВИДАЦИЯ УТЕЧЕК КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА
Как можно быстрее собрать пролитую жидкость в закрывающиеся емкости. Удалить оставшуюся жидкость при помощи песка или инертного абсорбента. Затем хранить и утилизировать в соответствии с местными правилами. 

Согласно критериям СГС ООН

 

Транспортировка
Классификация ООН
 

ХРАНЕНИЕ
Отдельно от сильных окислителей. 
УПАКОВКА
 

Исходная информация на английском языке подготовлена группой международных экспертов, работающих от имени МОТ и ВОЗ при финансовой поддержке Европейского Союза.
© МОТ и ВОЗ 2018
ИЗОДЕЦИЛОВЫЙ СПИРТ (СМЕСЬ ИЗОМЕРОВ) ICSC: 0495
ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Агрегатное Состояние; Внешний Вид
СЛЕГКА ВЯЗКАЯ ЖИДКОСТЬ С ХАРАКТЕРНЫМ ЗАПАХОМ. 

Физические опасности
 

Химические опасности
Реагирует с сильными окислителями. 

Формула: C10H21OH
Молекулярная масса: 158.3
Температура кипения: 220°C
Температура плавления: 7°C
Относительная плотность (вода = 1): 0.84
Растворимость в воде, г/100 мл: 2.5
Давление пара, kPa при 70°C: 0.13
Удельная плотность паров (воздух = 1): 5.5
Относительная плотность смеси пара и воздуха при 20°C (воздух = 1): 1.00
Температура вспышки: 104°C o.c.
Температура самовоспламенения : 266°C
Предел взрываемости, % в объеме воздуха: 0.8-4.5 


ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ И ЭФФЕКТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Пути воздействия
Вещество может проникать в организм при вдыхании, через кожу и при приеме внутрь. 

Эффекты от кратковременного воздействия
Вещество оказывает раздражающее воздействие на глаза, кожу и дыхательные пути. Воздействие вещества может привести к угнетению центральной нервной системы. 

Риск вдыхания
Нет индикаторов, определяющих уровень при котором достигается опасная концентрация этого вещества в воздухе при испарении при 20°C. 

Эффекты от длительного или повторяющегося воздействия
Вещество обезжиривает кожу, что может вызывать сухость или растрескивание. 


Предельно-допустимые концентрации
 

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
Это вещество может быть опасным для окружающей среды. Особое внимание следует уделять рыбам. 


ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
  Классификация ЕС
 

(ru)Ни МОТ, ни ВОЗ, ни Европейский Союз не несут ответственности за качество и точность перевода или за возможное использование данной информации.
© Версия на русском языке, 2018

Тогда молярная масса газа равна — Мегаобучалка

г/моль.

 

Пример 5. Определение давления газовой смеси.

В сосуде объемом 0,05 м3 при 250С содержится смесь из 0,020 м3 этилена под давлением 83 950 Па и 0,015 м3 метана под давлением 95 940 Па. Найдите общее давление газов в сосуде.

 

Решение. Сначала определяем парциальное давление каждого из газов:

= 33 580 Па;

= 28 782 Па.

 

Общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений газов: робщ = 33 580 + 28 782 = 62 362 Па.

 

Задания для контрольной работы.

Решить задачи.

41. При 17 0С некоторое количество газа занимает объем 580 мл. Какой объем займет это же количество при 1000С, если давление его останется неизменным?

42. При 27 0С и давлении 720 мм рт. ст. объем газа равен 5 л. Какой объем займет это же количество при 390С и давлении 104 кПа?

43. При 7 0С давление газа в закрытом сосуде равно 96,0 кПа. Каким станет давление, если охладить сосуд до -330С?

44. Давление газа в закрытом сосуде при 120С равно 100 кПа (750 мм рт. ст). Каким станет давление газа, если нагреть сосуд до 300С?

45. Температура азот, находящегося в стальном баллоне под давлением 12,5 МПа, равна 170С. Предельное давление для баллона 20,3 МПа. При какой температуре давление азота достигнет предельного значения?

46. При давлении 98,7 кПа и температуре 910С некоторое количество газа занимает объем 680 мл. Найти объем газа при нормальных условиях.

47. Вычислить массу 2 л H2 при 150С и давлении 100,7 кПа (755 мм рт. ст.)

48. Вычислить массу 1 м3 N2 при 100С и давлении 102,9 кПа (772 мм рт ст.)

49. Вычислить массу 0,5 м3 Cl2 при 20 0С и давлении 99,9 кПа (749,3 мм рт ст)

50. Бертолетова соль при нагревании разлагается с образованием KCl и O2. Сколько литров кислорода при 00С и давлении 101,3 кПа можно получить из 1 моль KClO3?

51. Сколько моль содержится в 1 м3 любого газа при нормальных условиях?

52. Сколько молекул содержится в 1,00 мл водорода при нормальных условиях?

53. Какой объем при нормальных условиях занимают 27*1021 молекул газа?

54. Сколько молекул диоксида углерода находится в 1 л воздуха, если объемное содержание CO2 cоставляет 0,03% (условия нормальные).

55. Какой объем Н2 (при 170С и давлении 102,4 кПа) выделится при растворении 1,5г цинка в соляной кислоте?



56. Какой объем углекислого газа получится при сгорании 2л бутана? Объемы обоих газов измерены при одинаковых условиях.

57. Плотность этилена по кислороду равна 0,875. Определить молекулярную массу газа.

58. При некоторой температуре плотность паров серы по азоту равна 9,14. Из скольких атомов состоит молекула серы при этой температуре?

59. Вычислить молекулярную массу ацетона, если масса 500мл его паров при 870С и давлении 96 кПа (720 мм рт ст) равна 0,93г.

60.Масса 200 мл ацетилена при нормальных условиях равна 0,232г. Определить молярную массу ацетилена.

 

4. ХИМИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ.

4.1. Закон эквивалентов. Отношение масс (или объёмов) взаимодействующих друг с другом веществ прямо пропорционально их эквивалентным массам (объёмам). Математически это можно записать следующим образом:

, где Э1,Э2 – эквиваленты (эквивалентные массы) элементов; m1,m2 – реальные массы (не мольные массы) веществ, например в граммах.

Под эквивалентом элемента понимают такое его количество, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Масса 1 эквивалента элемента называется его эквивалентной массой. Эквивалент водорода ЭН всегда равен 1, а эквивалент кислорода ЭО=8.

Эквивалент элемента равен: Эм= , где: М – мольная масса элемента; СО – степень окисления элемента (валентность) в соединении.

Эквивалент оксида равен: Эм= , где: М – мольная масса оксида; z – валентность кислорода; х – количество атомов кислорода в соединении.

Эквивалент кислоты равен: Эм= , где: М – мольная масса кислоты; х – основность кислоты (количество атомов водорода в кислоте)

Эквивалент основания равен: Эм= , где: М – мольная масса основания; у – кислотность основания (количество гидроксогрупп)

Эквивалент соли равен: Эм= , где: М – мольная масса соли; z – валентность кислотного остатка; х – количество кислотных остатков в соединении.

Примеры: эквивалент кислорода равен: Эо= г-экв; эквивалент угольной кислоты Н2СО3 равен: ЭН2СО3= г-экв; эквивалент едкого натра NaOH равен: ЭNaOH= г-экв; эквивалент хлорида кальция CaCl2 равен: ЭCaCl2= г-экв.

 

ChemTeam: Закон идеального газа: Проблемы № 11

Задача № 11: Сколько молей газа содержится в 890,0 мл при 21,0 ° C и давлении 750,0 мм рт.

Обратите внимание на деление 750 на 760. Это сделано для того, чтобы преобразовать давление из мм рт. Ст. В атм, потому что значение R содержит атм в качестве единицы давления. Если бы мы использовали мм рт. Ст., Единицы давления не отменялись бы, и нам нужно, чтобы они отменялись, потому что мы требуем, чтобы в ответе были моль (и только моль).

Проблема № 12: 1.09 г H 2 содержится в контейнере на 2,00 л при 20,0 ° C. Какое давление в этом баллоне в мм рт.

Обратите внимание на деление 1,09 на 2,02. Это делается для того, чтобы преобразовать граммы в моль, потому что значение R содержит моль как единицу количества вещества. Если бы мы использовали g, единица моля в R не отменилась бы, и нам нужно, чтобы она отменилась, потому что нам требуется atm (и только atm) в ответе.

Задача № 13: Рассчитать объем 3.00 моль газа будет занимать при 24,0 ° C и 762,4 мм рт.

Обратите внимание на преобразование из мм рт. Ст. В атм в знаменателе.

Проблема № 14: Сколько молей газа будет присутствовать в газе, захваченном в сосуде объемом 100,0 мл при 25,0 ° C и давлении 2,50 атмосферы?

Задача № 15: Сколько молей газа содержится в газе, захваченном в сосуде объемом 37,0 л при 80,00 ° C и давлении 2,50 атм?

V = [(1,27 моль) (0,08206 л атм моль ¯ 1 K ¯ 1 ) (273.0 K)] / 1,00 атм

или

(22,4 л / 1,00 моль) = (x / 1,27 моль)

3) Будет ли разница в ответе, если газом будет кислород? Криптон? Углекислый газ? Метан?

Нет, нет, нет, нет. Точная идентичность газа не влияет на количество присутствующих молей. Кстати, обратите внимание, что, поскольку температура и давление будут одинаковыми, один и тот же объем будет содержать такое же количество молекул газа, то есть молей газа. Это гипотеза Авогадро.

Задача № 17: При каком давлении 0,150 моль азота при 23,0 ° C займет 8,90 л?

Решение:

P = nRT / V

P = [(0,150 моль) (0,08206 л атм моль ¯ 1 K ¯ 1 ) (296,0 K)] / 8,90 л

Задача № 18: Какой объем занимали бы 32,0 г газа NO 2 при 3,12 атм и 18,0 ° C?

Решение:

В = nRT / P

В = [(32.0 г / 46,0 г моль ¯ 1 ) (0,08206 л атм моль ¯ 1 K ¯ 1 ) (291,0 К)] / 3,12 атм

Обратите внимание на преобразование граммов в моль (32,0 / 46,0).

Задача № 19: Сколько молей газа содержится в баллоне объемом 50,0 л при давлении 100,0 атм и температуре 35,0 ° C? Если вес газа 79,14 г, каков его молекулярный вес?

Решение:

n = PV / RT

n = [(100,0 атм) (5.00 л)] / [(0,08206 л атм моль ¯ 1 K ¯ 1 ) (308,0 К)]

n = 19,7828 моль (я сохранил некоторые защитные цифры.)

мол. вес. = 79,14 г / 19,7828 моль = 4,00 г / моль (до 3 значащих цифр)

Задача № 20: Количество идеального газа при 290,9 К имеет объем 17,05 л при давлении 1,40 атм. Каково давление этой пробы газа, когда объем уменьшен вдвое, а абсолютная температура умножена на четыре?

Решение:

1) Посчитаем количество молей газа (единицы я оставил):

n = [(1.40) (17,05)] / [(0,08206) (290,9)] = 1,00 моль
2) Снова используйте PV = nRT, но разделите объем на два и умножьте температуру на 4. Используйте значение молей, полученное выше, и решите для P:
P = [(1,00) (0,08206) (290,9 x 4)] / (17,05 / 2) = 11,2 атм

Есть другой, более концептуальный способ объяснить ответ. Сначала мы подумаем о взаимосвязи между давлением и объемом (они обратно пропорциональны). Затем мы подумаем о взаимосвязи между абсолютной температурой и давлением (они напрямую связаны).

Если объем уменьшается вдвое, что происходит с давлением? Давление УВЕЛИЧИВАЕТСЯ в два раза. Значит, ваше давление увеличится вдвое. P = 1,40 умножить на 2 = 2,80 атм.

Если абсолютная температура увеличивается, давление увеличивается на ту же величину. Следовательно, поскольку температура умножается на 4, то давление следует умножать на 4. P = 2,80 умножить на 4 = 11,2 атм.

Проблема № 21: Воздушный шар имеет массу 0,5 г в полностью сдутом состоянии.Когда он наполнен неизвестным газом, масса увеличивается до 1,7 г. На баллоне с неизвестным газом вы замечаете, что он занимает объем 0,4478 л при температуре 50 ° C. Вы заметили, что температура в комнате 25 ° C. Определите газ.

Решение:

1) Используйте закон Чарльза для определения объема при 25 ° C:

0,4478 / 323 = х / 298

2) Предположим, что баллон находится при давлении 1,00 атм. Используйте PV = nRT, чтобы получить моль газа:

(1,00) (0,41314) = (x) (0.08206) (298)

3) Разделите граммы газа (1,7 г — 0,5 г = 1,2 г) на моль, чтобы получить молекулярный вес:

1,2 г / 0,01689466 моль = 71,0 г / моль

Газ хлор, Cl 2

Между прочим, использование закона Чарльза на первом этапе предполагает, что все содержимое газового баллона было выгружено. Если предположить, что канистра разряжена только частично, то мы не сможем решить эту проблему.

Проблема № 22: A 10.20-граммовая проба газа имеет объем 5,25 л при 23,0 ° C и 751 мм рт. Если к этому постоянному объему 5,25 л добавить 2,30 г того же газа и повысить температуру до 67,0 градусов Цельсия, каково будет новое давление газа?

Решение:

1) Используйте PV = nRT для определения молей образца 10,20 г:

(751 мм рт. Ст. / 760 мм рт. Ст. -1 ) (5,25 л) = (n) (0,08206 л атм. Моль -1 K -1 ) (296 K)

n = 0,21358 моль

2) Определите молекулярную массу газа:

10.20 г / 0,21358 моль = 47,757 г / моль

3) Определите моль 2,30 г газа:

2,30 г / 47,757 г / моль = 0,04816 моль

4) Определите новое давление с новым количеством молей и при новой температуре:

(P) (5,25 л) = (0,26174 моль) (0,08206 л атм моль) -1 K -1 ) (340 K)

P = 1,39 атм

Примечание: 0,26174 произошло от 0,21358 плюс 0,04816.

Задача № 23: Газ, состоящий только из углерода и водорода, имеет эмпирическую формулу CH 2 .Газ имеет плотность 1,65 г / л при 27,0 ° C и 734,0 торр. Определите молярную массу и молекулярную формулу газа.

Решение:

1) Используйте PV = nRT для определения молей газа в 1,00 л:

(734,0 торр / 760,0 торр атм -1 ) (1,00 л) = (n) (0,08206 л атм моль -1 K -1 ) (300. K)

n = 0,039231 моль

2) Определите молекулярную массу газа:

1,65 г / 0,039231 моль = 42,06 г / моль

3) Определите молекулярную формулу:

«Вес по эмпирической формуле» для CH 2 = 14.027

Единицы «Эмпирическая формула веса» СН 2 представляют:

42,06 / 14,027 = 2,998 = 3

Молекулярная формула: C 3 H 6

Имейте в виду, что «вес по эмпирической формуле» не является стандартным термином в химии.

Задача № 24: 13,9 грамма неизвестного газа помещается в контейнер объемом 5,00 л. Он имеет начальное давление 58,6 кПа и начальную температуру 60,0 ° C. Как называется этот газ?

Решение:

1) Используйте PV = nRT:

(58.6 кПа) (5,00 л) = (n) (8,31447 л кПа моль -1 K -1 ) (333 K)

n = 0,10582 моль

Я нашел здесь значение R.

2) Определите молекулярную массу:

13,9 г / 0,10582 моль = 131,4 г / моль

Изучение таблицы Менделеева позволяет нам идентифицировать этот газ как ксенон.

Задача № 25: Колба на 19,5 л при 15 ° C содержит смесь трех газов: N 2 (2,50 моль), He (0,38 моль) и Ne (1.34 моль). Рассчитайте парциальное давление газообразного неона в смеси.

Решение:

1) Определите общее количество молей газа:

2,50 + 0,38 + 1,34 = 4,22 моль

2) Используйте PV = nRT:

(x) (19,5 атм) = (4,22 моль) (0,08206) (288 К)

x = 5,115 атм

Определите парциальное давление для неона:

5,115 x (1,34 / 4,22) = 1,62 атм

Примечание: (1,34 / 4,22) определяет мольную долю неона.

Проблема № 26: A 1.Колба на 00 л наполнена 1,25 г аргона при 25,0 ° C. Затем в ту же колбу добавляют пары этана до достижения общего давления 1,050 атм. Какую массу этана добавили в колбу?

Решение:

1) Определите парциальное давление Ar:

PV = nRT

(P) (1,00 л) = (1,25 г / 39,948 г / моль) (0,08206 л атм / моль K) (298 K)

P = 0,76518 атм

2) Определите парциальное давление этана:

1.050 атм — 0,76518 атм = 0,28482 атм

3) Определите количество молей добавленного этана:

PV = nRT

(0,28482 атм) (1,00 л) = (n) (0,08206 л атм / моль K) (298 K)

n = 0,011647 моль

4) Определите массу этана:

(0,011647 моль) (30,0694 г / моль) = 0,350 г (для трех сигнатур)

Дополнительная задача № 1: Давление пара воды при 25 ° C составляет 23,76 торр. Если в контейнер объемом 2,0 л поместить 1,50 г воды, будет ли там какая-либо жидкость? Если да, то какой массы жидкости?

Решение:

1) Используйте закон идеального газа, чтобы узнать, сколько молей газа нужно испарить, чтобы получить давление 23.76 торр.

PV = nRT

P = давление газа в атм = 23,76 торр x (1 атм / 760 торр) = 0,0313 атм
V = объем газа в л = 2,0
n = моль газа =?
R = газовая постоянная = 0,08206 л атм / К моль
T = температура Кельвина = 25 ° C + 273 = 298 K

n = PV / RT = (0,0313) (2,0) / (0,08206) (298) = 0,00255992 моль H 2 O

2) Определите массу водяного пара:

0,00255992 моль H 2 O газ x (18,015 г H 2 O / 1 моль H 2 O) = 0.046117 г H 2 Газ O

3) Количество жидкости H 2 O в емкости:

всего г H 2 O — г H 2 O газ —> 1,50 — 0,046117 = 1,45 г H 2 O жидкий (до трех сигнатур)

Бонусная задача № 2: Контейнер A содержит газ N 2 массой 56,2 г и в 4,4 раза больше объема контейнера B, в котором содержится аргон (Ar) при той же температуре и давлении. Какова масса Ar (в г) в контейнере B?

Решение:

1) Для этой задачи интересны два уравнения:

PV = nRT
n = m / M, где M — молярная масса газа, а m — масса газа

2) Подставляя одно в другое, получаем следующее:

PV = (м / м) RT

измените его так:

ВМ / м = RT / P

3) Некоторые факторы постоянны, некоторые — переменны:

R всегда постоянная.
Задача указывает, что P и T также постоянны.

Это означает, что RT / P постоянное.

4) Что означает:

ВМ / м = постоянная

5) Поскольку существует VM / m для азота и VM / m для аргона, мы имеем следующее:

V 1 M 1 / м 1 = V 2 M 2 / m 2

крестовое умножение:

m 2 V 1 M 1 = m 1 V 2 M 2

разделить на V 1 M 1 :

м 2 = м 1 (V 2 / V 1 ) (M 2 / M 1 )

6) Присвойте значения и решите:

Емкость A (азот): V 1 = 4.4V 2 , M 1 = 28,0 г / моль
Емкость B (аргон): V 2 = V 2 , M 2 = 40,0 г / моль

Масса аргона в контейнере B = (56,2 г) (V 2 / 4,4V 2 ) (40,0 / 28,0) = 18,2 г (на 3 рис.)

7) Комментарий: я мог бы назначить произвольный объем 1 для V 2 , сделав значение для V 1 равным 4,4. Я мог бы сделать это, так как знаю, что объем A (который составляет V 1 ) в 4,4 раза больше объема B (который равен V 2 ).

Пятнадцать примеров

Проблемы №1-10

Только примеры и проблемы

Вернуться в меню KMT & Gas Laws

% PDF-1.5 % 231 0 объект > эндобдж xref 231 170 0000000016 00000 н. 0000004264 00000 н. 0000004366 00000 н. 0000006667 00000 н. 0000007182 00000 н. 0000007445 00000 н. 0000008008 00000 н. 0000008257 00000 н. 0000008718 00000 н. 0000008973 00000 п. 0000009567 00000 н. 0000009827 00000 н. 0000010224 00000 п. 0000010365 00000 п. 0000010511 00000 п. 0000010656 00000 п. 0000010802 00000 п. 0000010922 00000 п. 0000011068 00000 п. 0000011189 00000 п. 0000011335 00000 п. 0000011456 00000 п. 0000011602 00000 п. 0000011723 00000 п. 0000011869 00000 п. 0000011990 00000 н. 0000012136 00000 п. 0000012257 00000 п. 0000012403 00000 п. 0000012500 00000 п. 0000012646 00000 п. 0000012767 00000 п. 0000012913 00000 п. 0000013034 00000 п. 0000013180 00000 п. 0000013293 00000 п. 0000013405 00000 п. 0000013519 00000 п. 0000013567 00000 п. 0000013615 00000 п. 0000013663 00000 п. 0000013711 00000 п. 0000013759 00000 п. 0000013807 00000 п. 0000013855 00000 п. 0000013892 00000 п. 0000014296 00000 п. 0000014825 00000 п. 0000015423 00000 п. 0000015905 00000 п. 0000016042 00000 п. 0000016174 00000 п. 0000016201 00000 п. 0000016935 00000 п. 0000016962 00000 п. 0000089646 00000 п. 0000188703 00000 н. 0000209217 00000 н. 0000227182 00000 н. 0000244429 00000 н. 0000261838 00000 н. 0000278400 00000 н. 0000357935 00000 п. 0000386841 00000 н. 0000387319 00000 н. 0000387588 00000 н. 0000412419 00000 н. 0000431819 00000 н. 0000431954 00000 н. 0000460871 00000 н. 0000460941 00000 п. 0000482377 00000 н. 0000483112 00000 н. 0000483342 00000 н. 0000483735 00000 н. 0000486384 00000 н. 0000486776 00000 н. 0000487006 00000 н. 0000487269 00000 н. 0000487662 00000 н. 0000487732 00000 н. 0000487889 00000 н. 0000488119 00000 н. 0000488523 00000 н. 0000488753 00000 н. 0000517742 00000 н. 0000518351 00000 н. 0000518948 00000 н. 0000519328 00000 н. 0000519704 00000 н. 0000520106 00000 н. 0000520481 00000 н. 0000521219 00000 н. 0000521333 00000 н. 0000558320 00000 н. 0000558359 00000 н. 0000594288 00000 н. 0000594327 00000 н. 0000631314 00000 н. 0000631353 00000 н. 0000667282 00000 н. 0000667321 00000 н. 0000667708 00000 н. 0000667805 00000 н. 0000667959 00000 н. 0000668189 00000 п. 0000668286 00000 н. 0000668440 00000 н. 0000668668 00000 н. 0000669039 00000 н. 0000669298 00000 н. 0000669528 00000 н. 0000669698 00000 н. 0000669844 00000 н. 0000670074 00000 н. 0000670331 00000 п. 0000670615 00000 н. 0000670845 00000 н. 0000671016 00000 н. 0000671162 00000 н. 0000671390 00000 н. 0000671726 00000 н. 0000671985 00000 н. 0000672215 00000 н. 0000672385 00000 н. 0000672531 00000 н. 0000672702 00000 н. 0000672848 00000 н. 0000673078 00000 н. 0000673339 00000 н. 0000673626 00000 н. 0000673856 00000 н. 0000674027 00000 н. 0000674173 00000 п. 0000674341 00000 п. 0000674487 00000 н. 0000674780 00000 н. 0000674877 00000 н. 0000675023 00000 н. 0000675098 00000 н. 0000675436 00000 н. 0000675511 00000 н. 0000675853 00000 п. 0000677676 00000 н. 0000706139 00000 н. 0000708215 00000 н. 0000708942 00000 н. 0000709843 00000 н. 0000710058 00000 н. 0000710968 00000 н. 0000711180 00000 н. 0000712068 00000 н. 0000712596 00000 н. 0000713487 00000 н. 0000714375 00000 н. 0000715819 00000 н. 0000716723 00000 н. 0000717682 00000 н. 0000718556 00000 н. 0000719443 00000 н. 0000721519 00000 н. 0000722247 00000 н. 0000723162 00000 н. 0000723683 00000 п. 0000724576 00000 н. 0000725105 00000 н. 0000725996 00000 н. 0000726551 00000 н. 0000727450 00000 н. 0000003696 00000 н. трейлер ] / Назад 1385972 >> startxref 0 %% EOF 400 0 объект > поток h ޤ OhAƿnq? FcBИ5TDVB! HZ «boBz! 6H, XHV

Точки кипения воды при более высоком давлении

При нагревании вода достигает температуры — точки кипения — при которой давление пара достаточно велико, чтобы внутри воды образовывались пузырьки.Температура кипения воды зависит от давления.

Онлайн-калькулятор точки кипения воды

Калькулятор, представленный ниже, можно использовать для расчета точки кипения воды при заданном абсолютном давлении.
Температура на выходе указывается в ° C, ° F, K и ° R.

Примечание! Давление должно находиться в пределах 1-220 бар, 14,7-3200 фунтов на квадратный дюйм, 760-165 000 мм рт. Ст. Или 30-6500 дюймов рт. Ст.

Температура кипения воды при абсолютном давлении от 1 до 70 бар абс. Или 14 бар.На рисунках и в таблицах ниже указано значение от 7 до 1000 фунтов на кв. Дюйм.

См. Термодинамические свойства при стандартных условиях в разделе «Вода и тяжелая вода».
См. Также другие свойства Вода при изменении температуры и давления : Точки кипения при вакуумном давлении, Плотность и удельный вес, Динамическая и кинематическая вязкость, Энтальпия и энтропия, Теплота испарения, Константа ионизации, pK w , нормальной и тяжелой воды, точки плавления при высоком давлении, число Прандтля, свойства в условиях равновесия газ-жидкость, давление насыщения, удельный вес, удельная теплоемкость (теплоемкость), удельный объем, теплопроводность, температуропроводность и давление пара в газе. жидкое равновесие.

905 9055 9055 3,034 9055 9055 9055 455 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 905 465 9055 2155 2155 905 465 905 465 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 905 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 114 9055 9055 905 9055 9055 9055 9055 6905 9055 9055 9055 905 465 9055 9055 9055 905 465
Абсолютное давление Точка кипения воды
[бар]
[1×1016 5 * Па		 [мм рт. Ст.] [дюйм рт.92 100 212
1,034 15,0 776 30,54 101 213
1,103
1,103 16,0 846 102 905 905 1,172 17,0879 34,61 104219
1,241 18,0931 36.65 106 222
1,310 19,0 983 38,68 107 225
1,379 20,0 1,517 22,0 1138 44,79 112 233
1,655 24,0 1241 48.86 114 238
1,793 26,0 1345 52,94 117 242
1,931
1,931 28,0 464 905 905 2,068 30,0 1551 61,08 121 250
2,206 32,0 1655 65.15 123 254
2.344 34.0 1758 69.22 125 258
2.482 36.0623 905 2,620 38,0 1965 77,37 129 264
2,758 40,0 2069 81.44 131 267
2,896 42,0 2172 85,51 132 270
3,034 44,0 44,0 3,172 46,0 2379 93,66 135 276
3,309 48,0 2482 97.73 137 279
3,447 50,0 2586 101,8 138 281
3,585 52,0 2646 10542 9055 9055 9055
3,723 54,0 2793 109,9 141 286
3,861 56,0 2896 114.0 142 288
3,999 58,0 2999 118,1 144 291
4,137 6046 122 905 9055 145,23 9055 9055 9055 9055 905 905 4,275 62,0 3206 126,2 146295
4,413 64,0 3310 130.3 147 297
4,551 66,0 3413 134,4 148 299
4,688 68,0 905 905 905 9055 9055 68,0 4,826 70,0 3620 142,5 151 303
4,964 72,0 3723 146.Шестой 5,378 78,0 4034 158,8 155 310
5,516 80,0 4137 162.9 156 312
5,654 82,0 4241 167,0 157 314
5.792 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 5,929 86,0 4447 175,1 158 317
6,067 88,0 4551 179.2 159 319
6,205 90,0 4654 183,2 160 320
6,343 92,0 905 905 905 6,481 94,0 4861 191,4 162 323
6,619 96,0 4965 195.5 163 325
6,757 98,0 5068 199,5 164 326
6,895 100 905 465 9055 9055 9055 9055 9055 905 7,239 105 5430 213,8 ​​ 166 331
7,584 110 5689 224.0 168 335
7,929 115 5947 234,1 170 338
8,274 120546
8,274 12055 6205 905 905 905 10,34 150 7757 305,4 181 359
12,07 175 9050 356.3 189 372
13,79 200 10343 407,2 194 382
15.51 17,24 250 12929 509,0 205 401
18,96 275 14222 559.9 210 410
20,68 300 15514 610,8 214 417
22,41 9055 325 165 905 905 9055 9055 9055 325 1655 905 905 905 24,13 350 18100 712,6 222 432
25,86 375 19393 763.5 226 438
27,58 400 20686 814,4 229 445
29,30 31,03 450 23272 916,2 236 456
32,75475 24565 967.1 239 462
34,47 500 25857 1018 242 467
36.20 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 9055 37,92 550 28443 1120 247 477
39,64 575 29736 1171 250 905.37 600 31029 1222 252 486
43.09 625 32322 1273 255 9055 9055 9055 9055 9055 905 905 905 257 495
46,54 675 34908 1374 260 499
48.26 700 36200 1425 262 503
49,99 725 37493 37493 1476 266 511
53,43 775 40079 1578 268 515
55.16 800 41372 1629 270 518
56,88 825 42665 1680 274 525
60,33 875 45251 1782 276 529
62.05 900 46543 1832 278 532
65,50 950 49129 1934 9055 9055 9055 9055 285545
75,06 1089 56301 2217 290 555
84.64 1228 63485 2499 298 570
98,78 1433 74091 2917 31055 321 610
127,9 1854 95895 3775 329 625
147.3 2136 110462 4349 341 645
163,3 2369 122493 4823 122493 4823 360 680
213,5 3096 160131 6304 371 700
222.4 3226 166829 6568 374 706
  • T ( o C) = 5/9 [T ( o F) — 32]
  • фунт / кв. Дюйм / дюйм 2 ) = 6 894,76 Па (Н / м 2 ) = 0,068948 бар = 51,7149 мм рт. ст. = 2,03602 дюйма рт. ст.

См. раздел «Вода и тяжелая вода» — термодинамические свойства.
См. Также Плотность воды, удельный вес и коэффициент теплового расширения, Динамическая и кинематическая вязкость, Энтальпия и энтропия, Теплота испарения, Константа ионизации, pK w , нормальной и тяжелой воды, Давление и точки кипения, Удельный вес, Удельная теплоемкость (теплоемкость) и Удельный объем для онлайн-калькуляторов, рисунков и таблиц.

Глава 3d — Первый закон — Закрытые системы

Глава 3d — Первый закон — Закрытые системы — Двигатели цикла Отто (обновлено 22 апреля 2012 г.)

Глава 3: Первый закон термодинамики для Закрытые системы

г) Цикл Отто стандарта воздуха (искровое зажигание) Двигатель

The Air Стандартный цикл Отто — идеальный цикл для Искровое зажигание (SI) двигатели внутреннего сгорания, впервые предложенные Николаус Отто более 130 лет назад, и который в настоящее время используется чаще всего автотранспорт.Следующая ссылка на Kruse Технологическое партнерство представляет Описание четырехтактного двигателя Операция цикла Отто , включая короткую история Николауса Отто. И снова у нас отличная анимация производство Matt Keveney представляет как четырехтактный и двухтактный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием операция

Анализ цикла Отто очень похож на цикл дизельного двигателя, который мы проанализировали в предыдущей версии . Раздел .Мы воспользуемся идеалом «стандартное» допущение в нашем анализе. Таким образом, рабочий жидкость — это фиксированная масса воздуха, совершающего полный цикл, который относился во всем как к идеальному газу. Все процессы идеальны, сгорание заменяется добавлением тепла к воздуху, а выхлоп — заменен процессом отвода тепла, который восстанавливает воздух в начальное состояние.

Самое существенное отличие идеального Цикл Отто и идеальный дизельный цикл — это метод зажигания топливно-воздушная смесь.Напомним, что в идеальном дизельном цикле чрезвычайно высокая степень сжатия (около 18: 1) позволяет воздуху достигать температура воспламенения топлива. Затем впрыскивается топливо так, чтобы процесс воспламенения происходит при постоянном давлении. В идеале Отто цикл: топливно-воздушная смесь вводится во время такта впуска и сжат до гораздо более низкой степени сжатия (около 8: 1) и является затем воспламеняется от искры. Возгорание приводит к внезапному скачку давление, в то время как объем остается практически постоянным.В продолжение цикла, включая расширение и выхлоп процессы практически идентичны идеальным дизельным двигателям. цикл. Мы считаем удобным разработать аналитический подход идеальный цикл Отто через следующую решенную задачу:

Решенная задача 3.7 — An идеальный двигатель с воздушным стандартным циклом Отто имеет степень сжатия 8. При начало процесса сжатия рабочая жидкость на 100 кПа, 27 ° C (300 K) и 800 кДж / кг тепла во время процесс добавления тепла с постоянным объемом.Аккуратно нарисуйте давление-объем [ P-v ] диаграмму для этого цикла, и используя значения удельной теплоемкости воздуха при типичная средняя температура цикла 900K определяет:

  • а) температура и давление воздуха в конце каждого процесса

  • б) сеть производительность / цикл [кДж / кг], и

  • c) тепловой КПД [η th ] этого цикла двигателя.

Подход к решению:

Первым шагом является построение диаграммы P-v полный цикл, включая всю необходимую информацию.Мы замечаем что ни объем, ни масса не указаны, поэтому диаграмма и решение будет в конкретных количествах.

Мы предполагаем, что топливно-воздушная смесь представлена чистый воздух. Соответствующие уравнения состояния, внутренней энергии и адиабатический процесс для воздуха:

Напомним из предыдущего раздела, что номинальный Значения удельной теплоемкости, используемые для воздуха при 300K, составляют C v = 0,717 кДж / кг.K ,, и k = 1,4. Однако все они функции температуры, а также с чрезвычайно высокой температурой диапазон, испытанный в двигателях внутреннего сгорания, можно получить существенные ошибки.В этой задаче мы используем типичный средний цикл температура 900К взята из таблицы Удельная Теплоемкость воздуха .

Теперь мы проходим все четыре процесса, чтобы определить температуру и давление в конце каждого процесса, как а также о проделанной работе и тепле, переданном во время каждого процесса.

Обратите внимание, что давление P 4 (а также P 2 выше) также можно оценить из уравнения адиабатического процесса.Мы делаем это ниже в качестве проверки действительности, но мы находим это больше По возможности удобно использовать уравнение состояния идеального газа. Оба метода подходят.

Мы продолжаем последний процесс определения отклонено тепло:

Обратите внимание, что мы применили уравнение энергии к все четыре процесса, позволяющие нам два альтернативных способа оценки «чистая производительность за цикл» и термический КПД, следующим образом:

Обратите внимание, что при использовании постоянных значений удельной теплоемкости более цикла мы можем определить тепловой КПД непосредственно из коэффициент удельных теплоемкостей k по формуле:


где r — степень сжатия

Quick Quiz: Использование тепла и уравнения энергии работы, полученные выше, выводят это соотношение

Задача 3.8 — Это является расширением Решенной задачи 3.7, в котором мы хотим использовать во всех четырех процессах номинальная стандартная удельная теплоемкость значения емкости для воздуха при 300К. Используя значения C v = 0,717 кДж / кг · К и k = 1,4, определите:

  • а) температура и давление воздуха в конце каждого процесса [P 2 = 1838 кПа, Т 2 = 689К, Т 3 = 1805K, P 3 = 4815 кПа, P 4 = 262 кПа, Т 4 = 786 КБ]

  • б) сеть выход / цикл [451.5 кДж / кг], и

  • c) тепловой КПД этого цикла двигателя. [η th = 56%]

______________________________________________________________________________________


Инженерная термодинамика, Израиль Уриэли под лицензией Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Соединенные Штаты Лицензия

Освоение физических решений Глава 17 Фазы и изменения фаз

Освоение физических решений Глава 17 Фазы и изменения фаз

Освоение физических решений

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.1CQ
В начале обычного полета авиакомпании вас проинструктируют о правильном использовании кислородных масок, которые упадут с потолка, если давление в салоне внезапно упадет. Вам сообщают, что кислородные маски работают правильно, даже если пакеты не надуваются полностью. Фактически, мешки расширяются полностью, если давление в кабине теряется на большой высоте, но расширяются лишь частично, если самолет находится на малой высоте. Объяснять.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.1P
(a) Число молекул в одном моль N2 больше, меньше или равно количеству молекул в одном моль O2? (b) Масса одного моля N2 больше, меньше или равна массе одного моля O2?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.2CQ
Как давление воздуха в плотно закрытом помещении влияет на работу печи? Объяснять.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.2P
Число атомов в одном моль гелия больше, меньше или равно числу атомов в одном моль кислорода? Гелий состоит из отдельных атомов. Он. а кислород — двухатомный газ. 02
Раствор:
Гелий — одноатомный газ, а кислород — двухатомный. Следовательно, общее количество атомов в одном моль газообразного кислорода равно удвоенному количеству атомов в одном моль гелия. атомов в одном моль газообразного гелия меньше, чем общее число атомов в одном моль кислорода

Глава 17 Фазы и фазовые изменения Q.3CQ
Средняя скорость молекул воздуха в вашей комнате порядка скорости звука. Какова их средняя скорость?
Решение:
Поскольку скорость учитывает как скорость, так и направление движения, средняя скорость молекул воздуха в комнате будет Изерол, поскольку молекулы беспорядочно перемещаются во всех направлениях.

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.3P
Если вы поместите наполненный гелием баллон в холодильник, (а) его объем увеличится, уменьшится или останется прежним? (b) Выберите лучшее объяснение из следующего:
I.Понижение температуры идеального газа при постоянном давлении приводит к уменьшению объема.
II. Такое же количество газа находится в баллоне; следовательно, его объем остается прежним.
III. Воздушный шар может больше расширяться в прохладном воздухе холодильника, давая увеличенный объем.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.4CQ
Можно ли изменить как давление, так и объем идеального газа без изменения средней кинетической энергии его молекул? Если ваш ответ отрицательный, объясните, почему нет.Если ваш ответ утвердительный, приведите конкретный пример.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.4P
Два контейнера содержат идеальные газы при одинаковой температуре. Контейнер A имеет вдвое больший объем и половину количества молекул, чем контейнер B. Каково соотношение PA / PB, где PA — давление в контейнере A, а PB — давление в контейнере B?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.5CQ
Можно ли изменить давление и объем идеального газа без изменения средней кинетической энергии его молекул? Если ваш ответ отрицательный, объясните, почему нет.Если ваш ответ утвердительный, приведите конкретный пример.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.5P
Стандартные температура и давление (STP) определяются как температура 0 ° C и давление 101,3 кПа. Какой объем занимает один моль идеального газа на СТП?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.6CQ
Кемпинговая печь едва вскипает воду на вершине горы. Когда печь используется на уровне моря, можно ли вскипятить воду? Поясните свой ответ.
Раствор:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.6P
После опорожнения легких человек вдыхает 4,1 л воздуха при температуре 0,0 ° C и задерживает дыхание. Насколько увеличивается объем воздуха, когда он согревается до температуры ее тела 37 ° C?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.7CQ
Автоклав — это устройство, используемое для стерилизации медицинских инструментов. По сути, это скороварка, которая нагревает инструменты в воде под высоким давлением.Это гарантирует, что процесс стерилизации будет происходить при температуре выше нормальной точки кипения воды. Объясните, почему автоклав производит такие высокие температуры.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.7P
Утром, когда температура составляет 286 К, велосипедист обнаруживает, что абсолютное давление в его шинах составляет 501 кПа. В тот же день он обнаруживает, что давление в шинах увеличилось до 554 кПа. Не обращая внимания на расширение шин, найдите дневную температуру.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.8CQ
При повышении температуры льда он сначала превращается в жидкость, а затем в пар. С другой стороны, сухой лед, представляющий собой твердый диоксид углерода, при повышении температуры непосредственно превращается из твердого в пар. Как можно получить жидкий углекислый газ?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.8P
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.9CQ
Изопропиловый спирт иногда втирают в руки и ноги пациента, чтобы снизить температуру тела. Почему это эффективно?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.9P
Количество гелия в дирижабле Дирижабль Goodyear Spirit of Akron имеет длину 62,6 м и содержит 7023 м3 гелия. При температуре гелия 285 К его абсолютное давление составляет 112 кПа. Найдите массу гелия в дирижабле.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.10CQ
Если вы бросите кубик льда в бассейн, температура воды в нем сейчас 0 ° C? Объяснять.
Решение:
Кубик льда имеет гарантированную массу, которая будет использовать определенное количество тепла из воды в бассейне. Кубик льда тает и вода придет к температурному равновесию, определяемому общей массой воды и общей энергией в системе.

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.10P
Резервуар сжатого воздуха вмещает 0,500 м3 воздуха при температуре 285 K и давлении 880 кПа.Какой объем занимал бы воздух, если бы он был выпущен в атмосферу, где давление 101 кПа, а температура 303 К?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.11CQ
Капля воды на кухонном столе испаряется за считанные минуты. Однако лишь относительно небольшая часть молекул в капле движется достаточно быстро, чтобы выйти через поверхность капли. Почему же тогда испаряется вся капля, а не ее небольшая часть?
Раствор:
Испарение — это процесс превращения жидкости в пар.Испарение воды с поверхности кухни, относительная доля молекул быстро стекает. Они черпают энергию из окружающей среды (имеющей достаточную температуру) из капли воды. Затем появляются следующие молекулы, занимают тот же уровень и повторяют описанный выше процесс. Таким образом вся вода испаряется с поверхности кухни за считанные минуты. Следовательно, испаряется вся капля, а не ее небольшая часть.

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.11P
Типичная область межзвездного пространства может содержать 106 атомов на кубический метр (в основном водород) при температуре 100 К. Какое давление у этого газа?
Решение:

Глава 17 Фазы и фазовые изменения Q.12
CE Четыре идеальных газа имеют следующие давления, P, объемы, V и числа молей, n: газ A, P = 100 кПа, В = 1 м3, n = 10 моль; газ B, P = 200 кПа, V = 2 м3, n = 20 моль; газ C, P = 50 кПа, V = 1 м3, n = 50 моль; газ D, P = 50 кПа, V = 4 м3 n = 5 моль.Расположите эти газы в порядке возрастания температуры. Укажите связи там, где это необходимо.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.13P
Баллон содержит 3,7 литра газообразного азота при температуре 87 К и давлении 101 кПа. Если позволить температуре газа 0 повыситься до 24 ° C, а давление останется постоянным, какой объем будет занимать газ?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.14P
Баллон наполнен гелием под давлением 2,4 × 105 Па. Баллон имеет температуру 18 ° C и радиус 0,25 м. а) Сколько атомов гелия содержится в воздушном шаре? (б) Предположим, что мы удвоили количество атомов гелия в воздушном шаре, сохранив давление и температуру на фиксированном уровне. Во сколько раз увеличивается радиус воздушного шара? Объяснять.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.15P
Температура газа 310 K и давление 101 кПа.(a) Найдите объем, занимаемый 1,25 моля этого газа, считая его идеальным. (b) Предполагая, что молекулы газа могут быть аппроксимированы как маленькие сферы диаметром 2,5 × 10-10 м, определите долю объема, найденного в части (а), которое занято молекулами, (в) При определении свойств идеального газа мы предполагаем, что молекулы имеют нулевой объем. Обсудите справедливость этого предположения для рассматриваемого здесь случая.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.16P
Колба объемом 15 см3 содержит 0,460 г газа при давлении 153 кПа и температуре 322 К. Какова молекулярная масса этого газа?
Решение:

Глава 17 Фазы и фазовые изменения Q.17P
Атмосфера Марса На Марсе средняя температура составляет -64 ° F, а среднее атмосферное давление — 0,92 кПа. а) Какое количество молекул в объеме марсианской атмосферы? (б) Количество молекул в объеме на Земле больше, меньше или равно количеству в объеме на Марсе? Объясните свои рассуждения. (C) Оцените количество молекул в объеме атмосферы Земли.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.18P
Средняя температура воздуха внутри воздушного шара составляет 79,2 ° C. Наружный воздух имеет температуру 20,3 ° C. Каково отношение плотности воздуха в воздушном шаре к плотности воздуха в окружающей атмосфере?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.19P

Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.20P

Решение:

Глава 17 Фазы и фазовые изменения Q.21P
Один моль одноатомного идеального газа имеет начальное давление 210 кПа, начальный объем 1,2 × 10−3 м3 и начальная температура 350 К. Теперь газ претерпевает три отдельных процесса: (i) расширение при постоянной температуре, которое увеличивает его объем в три раза; (ii) сжатие при постоянном давлении до исходного объема; и (iii) постоянное увеличение давления до исходного.В конце этих трех процессов газ возвращается к исходному давлению, объему и температуре. Изобразите эти процессы на графике зависимости давления от объема, показав значения P и V в конечных точках каждого процесса.
Раствор:

Глава 17 Фазы и фазовые изменения Q.22P
Воздух в вашей комнате состоит в основном из молекул кислорода (O2) и азота (N2). Молекулы кислорода более массивны, чем молекулы азота. (A) Является ли среднеквадратичная скорость молекул O2 большей, меньшей или равной среднеквадратичной скорости молекул N2? (b) Выберите лучшее объяснение из следующего:
I.Более массивные молекулы кислорода имеют больший импульс и, следовательно, большую скорость.
II. Одинаковые температуры для молекул кислорода и азота означают, что они имеют равные среднеквадратичные скорости.
III. Температура одинакова для обеих молекул, и, следовательно, их средние кинетические энергии равны. В результате более массивные молекулы кислорода имеют более низкие скорости.
Решение:

Глава 17 Фазы и фазовые изменения Q.23P
Если скорость перемещения молекул в идеальном газе удвоится, во сколько раз изменится температура Кельвина? Объяснять.
Решение:

Глава 17 Фазы и фазовые изменения Q.24P
Поршень, удерживаемый при температуре T, содержит газовую смесь с молекулами трех разных типов; A, B и C. Соответствующие молекулярные массы mc> m8> mA. Расположите эти типы молекул в порядке увеличения (а) средней кинетической энергии и (b) среднеквадратичной скорости. Укажите связи там, где это необходимо.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.25P
Молекулы в резервуаре водорода имеют такую ​​же среднеквадратичную скорость, что и молекулы в резервуаре с кислородом. Укажите, является ли каждое из следующих утверждений истинным, ложным или непостижимым с данной информацией: (а) давление одинаково; (б) водород находится при более высокой температуре; (c) водород имеет более высокое давление; (г) температуры такие же; (e) кислород находится при более высокой температуре.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.26P
При какой температуре среднеквадратичная скорость h3 равна среднеквадратичной скорости O2 при 313 K?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.27P
Предположим, на планете есть атмосфера чистого аммиака при температуре 0,0 ° C. Какова среднеквадратичная скорость молекул аммиака?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.28P
Три моля газообразного кислорода (то есть 3,0 моль O2) помещаются в переносной контейнер объемом 0.0035 м3. 1 если температура газа составляет 295 ° C, найдите (а) давление газа и (б) среднюю кинетическую энергию молекулы кислорода, (в) предположим, что объем газа удвоен, а температура и количество молей остаются постоянными. По какому фактору меняются ваши ответы на части (а) и (б)? Объяснять.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.29P
Среднеквадратичная скорость O2 составляет 1550 м / с при заданной температуре. (A) Является ли среднеквадратичная скорость h3O при этой температуре больше, чем , меньше или равно 1550 м / с? Объясните: (b) Найдите среднеквадратичную скорость h3O при этой температуре.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.30P
Идеальный газ хранится в емкости постоянного объема. Давление газа также поддерживается постоянным. (A) Если количество молекул в газе увеличится вдвое, будет ли среднеквадратичная скорость увеличиваться, уменьшаться или оставаться неизменной? Объясните: (b) Если начальная среднеквадратичная скорость составляет 1300 м / с, какова конечная среднеквадратичная скорость?
Решение:



Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.31P
Какова температура газа молекул CO2, среднеквадратичная скорость которых составляет 329 м / с?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.32P
Среднеквадратичная скорость пробы газа увеличивается на 1%. а) Каково изменение температуры газа в процентах? б) Каково процентное изменение давления газа, если его объем остается постоянным?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.33P
Обогащение урана В естественных атомах урана 99,3% составляют 238U (атомная масса = 238 u, где u = 1,6605 × 10–27 кг) и только 0,7% составляют 235U (атомная масса = 235 u). Для реакторов, работающих на урановом топливе, требуется повышенная доля 235U. Поскольку оба изотопа урана имеют идентичные химические свойства, их можно разделить только методами, зависящими от их различных масс. Одним из таких методов является газовая диффузия, при которой газообразный гексафторид урана (UF6) диффундирует через ряд пористых барьеров.Более легкие молекулы 235UFfi имеют немного более высокую среднеквадратичную скорость при данной температуре, чем более тяжелые молекулы 238UF6, и это позволяет разделить два изотопа. Найдите отношение среднеквадратичных скоростей двух изотопов при 230 ° C.
Раствор:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.34P
Сферическая колба емкостью 350 мл содержит 0,075 моль идеального газа при температуре 293 К. Какова средняя сила, действующая на стенки колба одной молекулой?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.35П
Кирпич имеет грани следующих размеров: грань 1 1 см на 2 см; лицевая сторона 2 имеет размер 2 см на 3 см; лицо 3 имеет размер 1 см на 3 см. На какую сторону следует класть кирпич, если он должен иметь наименьшее изменение размеров из-за собственного веса? Объяснять.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.36P
Полый цилиндрический стержень (стержень 1) и сплошной цилиндрический стержень (стержень 2) изготовлены из одного материала. Два стержня имеют одинаковую длину и одинаковый внешний радиус.Если к каждому стержню приложена одна и та же сила сжатия, (а) изменение длины стержня 1 больше, меньше или равно изменению длины стержня 2? (b) Выберите объяснение биений из следующего:
I. Сплошной стержень имеет большую эффективную площадь поперечного сечения, поскольку пустая часть полого стержня не сопротивляется сжатию. Следовательно, сплошной стержень имеет меньшее изменение длины.
II. Стержни имеют одинаковый внешний радиус и, следовательно, одинаковую площадь поперечного сечения.В результате изменение длины у них такое же.
III. Плиточные стенки полого стержня тверды и сопротивляются сжатию больше, чем однородный материал в твердом стержне. Следовательно, полый стержень имеет меньшее изменение длины.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.37P
Скалолаз свободно висит на нейлоновой веревке длиной 14 м и диаметром 8,3 мм. Если веревка тянется на 4,6 см, какова масса альпиниста?
Решение:



Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.38P
Для растяжения расслабленной двуглавой мышцы на 2,5 см требуется сила 25 Н. Найдите модуль Юнга для мышечной ткани, предполагая, что она представляет собой однородный цилиндр длиной 0,24 м и площадью поперечного сечения 47 см2.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.39P

Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.40P
Марианская впадина Самое глубокое место во всех океанах Марианская впадина, глубина которой 10.9 км и давление 1,10 × 108 Па. Если на дно траншеи унести медный шар диаметром 15,0 см, насколько уменьшится его объем?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.41P

Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.42P
Стальной провод длиной 4,7 м, отрезок 0,11 см при натяжении 360 Н. а) Каков диаметр проволоки? (b) Если желательно, чтобы растяжение было меньше 0.11 см, диаметр увеличивать или уменьшать? Объяснять.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.43P
Паутина Паук-ткач сфер массой 0,26 г висит вертикально на одной из нитей. Резьба имеет модуль Юнга 4,7 × 109 Н / м2 и радиус 9,8 × 10-6 м. (а) Какое частичное увеличение длины нити вызвано пауком? (б) Предположим, что человек весом 76 кг висит вертикально на нейлоновой веревке. Какой радиус должна иметь веревка, если ее частичное увеличение в длине должно быть таким же, как и у паучьей нити?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.44P
Два стержня одинаковой длины (0,55 м) и диаметра (1,7 см), расположенные встык. Один стержень из алюминия, другой — из латуни. Если к стержням приложить сжимающую силу 8400 Н, (а) насколько уменьшится их общая длина? б) Какой из стержней изменяет свою длину в наибольшей степени? Объяснять.
Решение:


Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.45P
Проволока для фортепиано длиной 0,82 м и диаметром 0,93 мм закреплена на одном конце.Другой конец наматывается на синхронизирующий штифт диаметром 3,5 мм. Первоначально проволока *, модуль Юнга которой составляет 2,4 × 1010 Н / м2, имеет натяжение 14 Н. Найдите натяжение проволоки после того, как настроечный штифт был повернут на один полный оборот.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.46P
Образование льда из воды сопровождается следующим: (а) поглощением тепла водой; б) повышение температуры; (c) уменьшение объема; (г) отвод тепла от воды; (д) понижение температуры?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.47P

Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.48P
Используя кривую давления пара, приведенную на рис. 17-26, найдите температуру, при которой вода закипает при давлении 1,5 кПа.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.49P

Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.50P

Решение Глава7 17 фаз и изменения фаз Q.51P

Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.52P

Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.53P

905

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.54P

Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.55P

Решение:

Глава 17 Фазы и изменения.56P
CE Четыре жидкости достигли своей температуры замерзания. Теперь тепло отводится от каждой жидкости, пока она полностью не затвердеет. Количество тепла, которое необходимо отвести Q, и масса m каждой из жидкостей следующие: жидкость A, Q = 33 500 Дж, m = 0,100 кг; жидкость B, Q = 166000 Дж, m = 0,500 кг; жидкость Ç, Q = 31500 Дж, m = 0,250 кг; жидкость D, Q = 5400Дж, m = 0,0500 кг. Расположите эти жидкости в порядке увеличения скрытой теплоты плавления. Укажите связи там, где это необходимо.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.57P
Сколько тепла необходимо отвести от 0,96 кг воды при 0 ° C, чтобы приготовить кубики льда при 0 ° C?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.58P
Теплопередача 9,5 × 10 с Дж требуется для преобразования глыбы льда при –15 ° C в воду при 15 ° C. Какой была масса ледяной глыбы?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.59P
Сколько тепла необходимо добавить к 1.75 кг меди, чтобы превратить ее из твердого вещества при 1358 К в жидкое при 1358 К?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.60P
IP Блок льда весом 1,1 кг изначально имеет температуру –50 ° C. (а) Если ко льду добавить 5,2 × 105 Дж тепла, какова конечная температура системы? Найдите количество оставшегося льда, если оно есть. (B) Предположим, что количество тепла, добавляемого к ледяному блоку, удвоено. На какой фактор нужно увеличить массу льда, если конечная температура системы должна быть такой же? Объяснять.
Решение:


Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.61P
Ссылаясь на предыдущую задачу, предположим, что количество тепла, добавляемого к ледяной глыбе, уменьшается в 2 раза до 2,6 × 105 Дж. Обратите внимание, что этого количества тепла все еще достаточно, чтобы растопить хотя бы часть льда. (а) Ожидаете ли вы, что повышение температуры в этом случае будет вдвое меньше, чем в предыдущей задаче? Объясните: (б) Какова конечная температура системы в этом случае? Найдите количество льда, которое осталось.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.62P
На рисунке 17-21 показан график зависимости температуры от тепла для 1.000 кг воды. (A) Рассчитайте количество тепла, соответствующее точкам A , B, C и D. (b) Рассчитайте наклон линии от точки B к точке C. Покажите, что этот наклон равен 1 / c, где c — удельная теплоемкость жидкой воды.
Решение:


Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.63P
Предположим, что 1.000 кг воды на рисунке 17-21 начинается в точке A в нулевой момент времени. В эту систему добавляется тепло со скоростью 12 250 Дж / с. Сколько времени требуется системе, чтобы достичь (а) точки B, (b) точки C и (c) точки D? (d) Опишите физическое состояние системы в момент времени t = 63,00 с.
Решение:


Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.64P
На рисунке 17-22 показан график зависимости температуры от тепла для 0,550 кг воды. точка А в точку Б.Покажите, что наклон равен «1 / mc, где c — теплоемкость льда. (b) Рассчитайте наклон прямой от точки C к точке D. Докажите, что наклон равен 1 / mc, где c — удельная теплоемкость жидкой воды.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.65P
В Концептуальной контрольной точке 17-5 мы указали, что пар может вызвать более серьезные ожоги, чем вода при той же температуре. Здесь мы исследуем этот эффект количественно, отметив, что плоть сильно повреждается, когда ее температура достигает 50.0 ° С. (a) Рассчитайте количество тепла, выделяющееся при охлаждении 12,5 г жидкой воды при 100 ° C до 50,0 ° C. (b) Рассчитайте количество тепла, выделяющееся при конденсации 12,5 г пара при 100 ° C и охлаждении до 50,0 ° C. (c) Найдите массу мяса, которую можно нагреть от 37,0 ° C (нормальная температура тела) до 50,0 ° C для случаев, рассмотренных в частях (a) и (b). (Средняя удельная теплоемкость мяса составляет 3500 Дж / кг · К)
Раствор:


Глава 17 Фазы и фазовые изменения Q.66P
Когда вы выходите к машине одним холодным белоснежным утром, вы обнаруживаете на лобовом стекле слой льда толщиной 0,58 см, площадь которого составляет 1,6 м2. Если температура льда составляет -2,0 ° C, а его плотность составляет 917 кг / м3, найдите тепло, необходимое для растопления всего льда.
Раствор:


Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.67P
Большая чаша для пунша вмещает 3,99 кг лимонада (который по сути является водой) при 20,5 ° C. Кубик льда массой 0,0550 кг при -10.В лимонад помещается 2 ° C. Какова конечная температура системы и количество оставшегося льда (если есть)? Не обращайте внимания на теплообмен с чашей или окружающей средой.
Раствор:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.68P
Алюминиевый баллон весом 155 г вынимается из ванны с жидким азотом, где он охлаждается до −196 ° C. Баллон немедленно помещают в изотермический стакан, содержащий 80,0 г воды при 15,0 ° C. Какова равновесная температура этой системы? Если ваш ответ — 0 ° C, определите количество замерзшей воды.Средняя удельная теплоемкость алюминия в этом температурном диапазоне составляет 653 Дж / (кг · К).
Раствор:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.69P
Железный блок весом 825 г нагревают до 352 ° C и помещают в изолированный контейнер (с незначительной теплоемкостью), содержащий 40,0 г воды. при 20,0 ° С. Каков равновесный темперамент этой системы? Если ваш ответ — 100 ° C, определите количество испарившейся воды. Средняя удельная теплоемкость железа в этом температурном диапазоне составляет 560 Дж / (кг · К).
Раствор:




Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.70P
IP 35-граммовый кубик льда при 0,0 ° C добавляют к 110 г воды в 62-граммовой алюминиевой чашке. Чашка и вода имеют начальную температуру 23 ° C. (a) Найдите равновесную температуру чашки и ее содержимого. (b) Предположим, что алюминиевая чашка заменена на чашку такой же массы, сделанную из серебра. Температура равновесия с серебряной чашкой больше, меньше или такая же, как с алюминиевой чашкой? Объяснять.
Раствор:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.71P
Блок меди 48 г при -12 ° C добавляют к 110 г воды в алюминиевой чашке весом 75 г. Чашка и вода имеют начальную температуру 4,1 ° C. (а) Найдите равновесную температуру стакана и его содержимого. (b) Какая масса льда, если таковой имеется, присутствует, когда система достигает равновесия?
Решение:


Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.72P
Кубик льда весом 0,075 кг при температуре 0,0 ° C опускают в чашку из пенополистирола, в которой находится 0,33 кг воды при температуре 1,4 ° C. (a) Найдите конечную температуру системы и количество оставшегося льда (если есть). Предположим, что чашку и окружающее пространство можно игнорировать. (B) Найдите начальную температуру воды, которая была бы достаточной, чтобы растопить / едва растопить весь лед.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.73P
Чтобы согреть свой сарай в холодные дни, фермер хранит в сарае 865 кг теплой воды.Сколько часов должен проработать электрический обогреватель мощностью 2,00 кВт, чтобы обеспечить такое же количество тепла, которое выделяет вода, когда она охлаждается с 20,0 ° C до 0 ° C, а затем замерзает при 0 ° C?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.74GP
Пластиковая пузырчатая пленка используется в качестве защитного упаковочного материала. Чем эффективнее пузырчатое обертывание в холодный или теплый день? Объяснять.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.75GP
Два смежных номера в отеле равны по площади и соединены открытой дверью. В комнате 1 теплее, чем в комнате 2. В какой комнате больше воздуха? Объяснять.
Solution:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.76GP
Ожидаете ли вы, что по мере подъема на высоту соотношение кислорода к азоту в атмосфере будет увеличиваться или уменьшаться; или остаться прежним? Объяснять.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.77GP
Предположим, что температура идеального газа по Цельсию увеличена вдвое со 100 ° C до 200 ° C. (а) Доказывает ли, что средняя кинетическая энергия молекул в этом газе увеличивается в раз, то есть больше, меньше или равно 2? (b) Выберите лучшее объяснение из следующего:
I. Изменение температуры со 100 ° C на 200 ° C выходит за пределы точки кипения, что увеличивает кинетическую энергию более чем в 2 раза.
II. Средняя кинетическая энергия прямо пропорциональна температуре, поэтому удвоение температуры удваивает кинетическую энергию.
III. Удвоение температуры Цельсия со 100 ° C до 200 ° C изменяет температуру Кельвина с 373,15 K до 473,15 K, что является увеличением менее чем в 2 раза.
Решение:

Глава 17 Фазы и фазовые изменения Q.78GP
Предположим, что абсолютная температура идеального газа увеличена вдвое со 100 K до 200 K. (a) Увеличивается ли средняя скорость молекул в этом газе в раз, который больше, меньше или равен 2? (b) Выберите объяснение биений из следующего:
I.Увеличение температуры Кельвина в два раза увеличивает среднюю кинетическую энергию вдвое, но это означает увеличение средней скорости в 2 раза, что составляет менее 2 раз.
II. Температура Кельвина — это та температура, которую мы используем в законе идеального газа, и поэтому ее удвоение также удваивает среднюю скорость молекул.
III. Изменение средней скорости зависит от массы молекул в газе, и, следовательно, удвоение температуры Кельвина обычно приводит к увеличению скорости более чем в 2 раза.
Solution:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.79GP
Крупнейшие капли дождя Ученые, изучающие облака на Маршалловых островах, наблюдали, по их мнению, самые большие в мире капли дождя с радиусом 0,52 см. Сколько молекул находится в этих чудовищных каплях?
Решение:
Масса капли дождя = m

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.80GP
Coolin: Компьютеры Исследователи занимаются разработкой «теплообменников» для портативных компьютеров, которые отбирают тепло от портативного компьютера, чтобы сохранить его от повреждения из-за перегрева — и использовать его для испарения метанола.Учитывая, что при испарении 4,6 г метанола от ноутбука отводится 5100 Дж тепла, какова скрытая теплота испарения метанола?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.81GP
Баки для акваланга В кругах подводного плавания «80» относится к аквалангу, который вмещает 80 кубических футов öf ah ‘, стандартное количество для любительский дайвинг. Учитывая, что акваланг представляет собой цилиндр длиной 2 фута и диаметром полфута, определите (а) объем резервуара и (б) давление в резервуаре, когда 80 кубических футов воздуха сжимаются в его относительно небольшой объем, (c) Какова масса воздуха в резервуаре, вмещающем 80 кубических футов воздуха.Предположим, что температура составляет 21 ° C, а стенки резервуара имеют незначительную толщину.
Раствор:

Глава 17 Фазы и фазовые изменения Q.82GP
Реакционный сосуд содержит 8,06 г H; и 64,0 г O2 при температуре 125 ° C и давлении 101 кПа. а) Каков объем сосуда? (b) Теперь водород и кислород воспламеняются искрой, инициируя реакцию 2 h3 + O2 → 2 h3O. В этой реакции расходуется весь водород и кислород в сосуде.Каково давление образовавшегося водяного пара, когда i t возвращается к своей начальной температуре 125 ° C?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.83GP
Велосипедная шина с радиусом 0,68 м имеет манометрическое давление 42 фунта / дюйм2. Рассматривая шину как полый обруч с площадью поперечного сечения 0,0028 м2, найдите количество молекул воздуха в шине при ее температуре 24 ° C.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.84GP
Питер ловит полосатого окуня весом 4,8 кг на леску диаметром 0,54 мм и начинает наматывать его. Он ловит рыбу с пирса, находящегося высоко над водой, и его рыба висит вертикально на леске из воды. Леска имеет модуль Юнга 5,1 × 109 Н / м2. а) Каково частичное увеличение длины лески, если рыба находится в состоянии покоя? (b) Каково частичное увеличение длины лески, когда рыбу тянут вверх с постоянной скоростью 1,5 м / с? (c) Каково частичное увеличение длины лески, когда рыбу тянут вверх с постоянным ускорением 1?5 м / с2?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.85GP
Используйте стальной торцевой ключ длиной 28 см, чтобы ослабить ржавый болт, приложив усилие F к концу ручки. Ручка подвергается деформации сдвига 0,11 мм. (a) Если площадь поперечного сечения ручки составляет 2,3 см2, какова величина приложенной силы F? (b) Если площадь поперечного сечения ручки увеличена вдвое, во сколько раз изменится деформация сдвига? Объяснять.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.86GP
Стальной шарик (плотность = 7860 кг / м3) диаметром 6,4 см прикреплен к алюминиевой проволоке длиной 82 см и диаметром 2,5 мм. диаметр Мяч вращается по вертикальному кругу с тангенциальной скоростью 7,8 м / с в верхней части круга и 9,3 м / с в нижней части круга. Найдите степень натяжения проволоки (а) вверху и (б) внизу круга.
Решение:


Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.87GP

Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.88GP
Пять молекул имеют следующие скорости: 221 м / с, 301 м / с, 412 м / с, 44,0 м / с , и 182 м / с. (а) Найдите vav для этих молекул. (b) Ожидаете ли вы, что (v) av будет больше, меньше или равно (vav) 2? Объясните: (c) Рассчитайте (02) av и прокомментируйте свои результаты, (d) Рассчитайте Orms и сравните с vav.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.89GP
(a) Найдите количество тепла, которое должно быть отобрано из 1,5 кг пара при 110 ° C, чтобы преобразовать его в лед при температуре 0,0 ° C. (b) Какую скорость имел бы этот кусок льда весом 1-5 кг, если бы его поступательная кинетическая энергия была равна тепловой энергии, рассчитанной в части (а)?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.90GP
Когда вода замерзает, превращаясь в лед, она увеличивается в объеме на 9,05%. Предположим, объем воды находится в водопроводной трубе дома или в полости в скале.Если вода замерзает, какое давление необходимо оказать на нее, чтобы не допустить расширения ее объема? (Если труба или скала не могут обеспечить это давление, труба лопнет, и порода расколется.)
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.91GP
Предположим, что 0,550 кг льда на рисунке 17-22 начинается в точке A. Сколько льда остается в системе после того, как (а) 5,00 × 104Дж, (б) 1,00 × 105Тл и (в) 1,50 × 105Дж тепла добавлены в систему?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.92GP
Студенты на пикнике во время весенних каникул приносят холодильник, содержащий 5,1 кг льда при температуре 0,0 ° C. Стенки кулера имеют толщину 3,8 см и изготовлены из пенополистирола с теплопроводностью 0,030 Вт / (м · C °). Площадь кулера составляет 1,5 м2, он находится в тени с температурой воздуха 21 ° C. (а) Найдите скорость, с которой тепло поступает в охладитель, (б) Сколько времени требуется для таяния льда в охладителе?
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.93GP
Глыба льда массой 5,5 кг при t −1,5 “C скользит по горизонтальной поверхности с коэффициентом кинетического трения, равным 0,062. Начальная скорость блока составляет 6,9 м / с, а его конечная скорость — 5,5 м / с. Предполагая, что вся энергия, рассеиваемая кинетическим трением, идет на плавление небольшой массы льда m, а остальная часть ледяного блока остается при -1,5 ° C, определите значение m.
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.94GP

Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.95PP
Американский натуралист Чарльз Уильям Биб (1877-1962) установил мировой рекорд в 1934 году, когда он и Отис Бартон (1899-1992) ) совершил погружение на глубину 923 м ниже поверхности океана. Погружение было совершено всего в 10 милях от острова Нонсуч, у побережья Бермудских островов, в устройстве, известном как батисфера, разработанном и построенном Бартоном. Батисфера представляла собой стальную сферу 4.75 футов в диаметре с тремя маленькими портами из плавленого кварца. Спущенная в океан на стальном тросе радиусом 1,85 см, батисфера также несла баллоны с кислородом, химикаты для поглощения углекислого газа и телефонную линию на поверхность.

Чарльз Уильям Биб (слева) и Отис Бартон с батисферой в 1934 году. Биб был очарован новыми формами жизни, с которыми он и Бартон столкнулись во время своих многочисленных погружений. В какой-то момент он увидел, как «существо длиной в несколько футов бросилось к окну, повернулось боком и… взорвалось.При вспышке, которая была настолько сильной, что осветила мое лицо … Я увидел огромную красную креветку и изливающуюся жидкость пламени ». Неудивительно, что он считал океанские глубины «миром столь же странным, как и Марс».
Однако погружения были небезопасны. Например, нередко случалось, что батисфера возвращалась на поверхность, частично заполненная водой, после того, как оконное уплотнение вышло из строя. Во время одного глубокого погружения вода начала стремительно вливаться в сферу. Биби быстро окликнул поверхность и попросил — не поднимать быстро — а опускать быстрее, в надежде, что увеличивающееся давление воды заставит протекающее окно войти в его уплотнения, чтобы остановить утечку.Это сработало, показав, что Биб был не только выдающимся естествоиспытателем, но и хладнокровным ученым с хорошим знанием основ физики!
Какое давление испытала батисфера на своей рекордной глубине?
A. 9,37 атм
B. 89,6 атм
C. 91,9 атм
D. 92,9 атм
Решение:

Глава 17 Фазы и фазовые изменения Q.96PP
Американский натуралист Чарльз Уильям Биби (1877- 1962) установил мировой рекорд в 1934 году, когда он и Отис Бартон (1899–1992) совершили погружение на глубину 923 м под поверхностью океана.Погружение было совершено всего в 10 милях от острова Нонсуч, у побережья Бермудских островов, в устройстве, известном как батисфера, разработанном и построенном Бартоном. Батисфера представляла собой стальную сферу диаметром 4,75 фута с тремя небольшими портами из плавленого кварца. Спущенная в океан на стальном тросе радиусом 1,85 см, батисфера также несла баллоны с кислородом, химикаты для поглощения углекислого газа и телефонную линию на поверхность.

Чарльз Уильям Биб (слева) и Отис Бартон с батисферой в 1934 году.
Биб был очарован новыми формами жизни, с которыми он и Бартон столкнулись во время своих многочисленных погружений. В какой-то момент он увидел, как «существо длиной в несколько футов бросилось к окну, повернулось боком и… взорвалось. При вспышке, которая была настолько сильной, что осветила мое лицо … Я увидел огромную красную креветку и изливающуюся жидкость пламени ». Неудивительно, что он считал океанские глубины «миром столь же странным, как и Марс».
Однако погружения были небезопасны. Например, нередко случалось, что батисфера возвращалась на поверхность, частично заполненная водой, после того, как оконное уплотнение вышло из строя.Во время одного глубокого погружения вода начала стремительно вливаться в сферу. Биби быстро окликнул поверхность и попросил — не поднимать быстро — а опускать быстрее, в надежде, что увеличивающееся давление воды заставит протекающее окно войти в его уплотнения, чтобы остановить утечку. Это сработало, показав, что Биб был не только выдающимся естествоиспытателем, но и хладнокровным ученым с хорошим знанием основ физики!
Насколько уменьшился объем батисферы при опускании на рекордную глубину? (Для простоты рассматривайте батисферу как твердую металлическую сферу.)
A. 9,0 × 10–5 м3
B. 9,2 × 10 ”5 м3
C. 1,1 × 10–4 м3
D. 3,8 × 10–4 м3
Решение:

Глава 17 Фазы и фазовые изменения Q.97PP
Американский натуралист Чарльз Уильям Биб (1877-1962) установил мировой рекорд в 1934 году, когда он и Отис Бартон (1899-1992) совершили погружение на глубину 923 м под поверхностью океана. . Погружение было совершено всего в 10 милях от острова Нонсуч, у побережья Бермудских островов, в устройстве, известном как батисфера, разработанном и построенном Бартоном.Батисфера представляла собой стальную сферу диаметром 4,75 фута с тремя небольшими портами из плавленого кварца. Спущенная в океан на стальном тросе радиусом 1,85 см, батисфера также несла баллоны с кислородом, химикаты для поглощения углекислого газа и телефонную линию на поверхность.

Чарльз Уильям Биб (слева) и Отис Бартон с батисферой в 1934 году.
Биб был очарован новыми формами жизни, с которыми он и Бартон столкнулись во время своих многочисленных погружений. В какой-то момент он увидел, как «существо длиной в несколько футов бросилось к окну, повернулось боком и… взорвалось.При вспышке, которая была настолько сильной, что осветила мое лицо … Я увидел огромную красную креветку и изливающуюся жидкость пламени ». Неудивительно, что он считал океанские глубины «миром столь же странным, как и Марс».
Однако погружения были небезопасны. Например, нередко случалось, что батисфера возвращалась на поверхность, частично заполненная водой, после того, как оконное уплотнение вышло из строя. Во время одного глубокого погружения вода начала стремительно вливаться в сферу. Биби быстро окликнул поверхность и попросил — не поднимать быстро — а опускать быстрее, в надежде, что увеличивающееся давление воды заставит протекающее окно войти в его уплотнения, чтобы остановить утечку.Это сработало, показав, что Биб был не только выдающимся естествоиспытателем, но и хладнокровным ученым с хорошим знанием основ физики!
Насколько уменьшился объем батисферы при опускании на рекордную глубину? (Для простоты рассматривайте батисферу как твердую металлическую сферу.)
A. 9,0 × 10–5 м3
B. 9,2 × 10 ”5 м3
C. 1,1 × 10–4 м3
D. 3,8 × 10–4 м3
Решение:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.98PP
Американский натуралист Чарльз Уильям Биб (1877-1962) установил мировой рекорд в 1934 году, когда он и Отис Бартон (1899-1992) сделали нырять на глубину 923 м ниже поверхности океана.Погружение было совершено всего в 10 милях от острова Нонсуч, у побережья Бермудских островов, в устройстве, известном как батисфера, разработанном и построенном Бартоном. Батисфера представляла собой стальную сферу диаметром 4,75 фута с тремя небольшими портами из плавленого кварца. Спущенная в океан на стальном тросе радиусом 1,85 см, батисфера также несла баллоны с кислородом, химикаты для поглощения углекислого газа и телефонную линию на поверхность.

Чарльз Уильям Биб (слева) и Отис Бартон с батисферой в 1934 году.Биб был очарован новыми формами жизни, с которыми он и Бартон столкнулись во время своих многочисленных погружений. В какой-то момент он увидел, как «существо длиной в несколько футов бросилось к окну, повернулось боком и… взорвалось. При вспышке, которая была настолько сильной, что осветила мое лицо … Я увидел огромную красную креветку и изливающуюся жидкость пламени ». Неудивительно, что он считал океанские глубины «миром столь же странным, как и Марс».
Однако погружения были небезопасны. Например, нередко случалось, что батисфера возвращалась на поверхность, частично заполненная водой, после того, как оконное уплотнение вышло из строя.Во время одного глубокого погружения вода начала стремительно вливаться в сферу. Биби быстро окликнул поверхность и попросил — не поднимать быстро — а опускать быстрее, в надежде, что увеличивающееся давление воды заставит протекающее окно войти в его уплотнения, чтобы остановить утечку. Это сработало, показав, что Биб был не только выдающимся естествоиспытателем, но и хладнокровным ученым с хорошим знанием основ физики!
Предположим, что общая масса батисферы и находящихся в ней людей составляет 12700 кг. Насколько протянулся кабель, когда батисфера находилась на глубине 923 м? (Не учитывайте вес самого кабеля, но учитывайте влияние плавучести батисферы.)
A. 47 см
B. 48 см
C. 52 см
D. 53 см
Решение:


Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.99IP
(a) Найдите конечную температуру системы, если в теплый лимонад добавить два кубика льда по 0,0450 кг. Температура льда 0 ° C; температура и масса теплого лимонада — 20,0 ° C и 3,95 кг соответственно. (b) Сколько 0,0450 кг кубиков льда при 0 ° C необходимо добавить в исходный теплый лимонад, если конечная температура системы должна быть не ниже 15 ° C.0 ° С?
Раствор:

Глава 17 Фазы и изменения фаз Q.100IP
(a) Найдите конечную температуру системы, если один кубик льда массой 0,045 кг при 0 ° C добавить к 2,00 кг лимонада при 1,00 ° С. (б) Какая начальная температура лимонада будет достаточно высокой, чтобы растопить весь лед в одном кубике льда, и в результате установится равновесная температура 0 ° C? Масса лимонада 2,00 кг, температура кубика льда 0 ° C.
Раствор:

Корреляции давления пара и точки кипения (M10Q3) — UW-Madison Chemistry 103/104 Resource Book

Когда жидкость испаряется в закрытом контейнере, молекулы газа не могут выйти.Поскольку эти молекулы газовой фазы беспорядочно перемещаются, они будут время от времени сталкиваться с поверхностью конденсированной фазы, и в некоторых случаях эти столкновения будут приводить к повторному входу молекул в конденсированную фазу. Переход из газовой фазы в жидкую называется конденсацией . Когда скорость конденсации становится равной скорости испарения , ни количество жидкости, ни количество пара в контейнере не изменяется. Тогда говорят, что пар в контейнере находится в состоянии в равновесии с жидкостью .Имейте в виду, что это не статическая ситуация, поскольку молекулы постоянно обмениваются между конденсированной и газовой фазами. Таков пример динамического равновесия , состояние системы, в которой противоположные процессы (например, испарение и конденсация) происходят с равными скоростями. Давление, оказываемое паром, находящимся в равновесии с жидкостью в закрытом контейнере при данной температуре, называется давлением пара жидкости (или равновесным давлением пара).Площадь поверхности жидкости, контактирующей с паром, и размер сосуда не влияют на давление пара, хотя и влияют на время, необходимое для достижения равновесия. Мы можем измерить давление пара жидкости, поместив образец в закрытый контейнер, как показано на рисунке 1, и используя манометр, чтобы измерить увеличение давления, вызванное паром, находящимся в равновесии с конденсированной фазой.

Химическая идентичность молекул в жидкости определяет типы (и силу) возможных межмолекулярных притяжений; следовательно, разные вещества будут иметь разное равновесное давление пара.Относительно сильные силы межмолекулярного притяжения будут препятствовать испарению, а также способствовать «повторному захвату» молекул газовой фазы, когда они сталкиваются с поверхностью жидкости, что приводит к относительно низкому давлению пара. Слабое межмолекулярное притяжение представляет меньший барьер для испарения и снижает вероятность повторного захвата газа, что приводит к относительно высокому давлению пара. Следующий пример иллюстрирует эту зависимость давления пара от сил межмолекулярного притяжения.

Пример 1

Объяснение давления пара в терминах IMF
Учитывая показанные структурные формулы для этих четырех соединений, объясните их относительное давление пара в терминах типов и размеров IMF:

Раствор
Диэтиловый эфир имеет очень маленький диполь, и большая часть его межмолекулярного притяжения является лондонскими силами.Хотя эта молекула является самой крупной из четырех рассматриваемых, ее IMFs являются самыми слабыми, и, как следствие, ее молекулы легче всего выходят из жидкости. Он также имеет самое высокое давление пара. Из-за своего меньшего размера этанол проявляет более слабые диспергирующие силы, чем диэтиловый эфир. Однако этанол способен образовывать водородные связи и, следовательно, демонстрирует более сильные общие IMF, что означает, что меньше молекул выходит из жидкости при любой заданной температуре, и поэтому этанол имеет более низкое давление пара, чем диэтиловый эфир.Вода намного меньше любого из предыдущих веществ и проявляет более слабые дисперсионные силы, но ее обширная водородная связь обеспечивает более сильное межмолекулярное притяжение, меньшее количество молекул, покидающих жидкость, и более низкое давление пара, чем для диэтилового эфира или этанола. Этиленгликоль имеет две группы -ОН, поэтому, как и вода, он имеет обширные водородные связи. Он намного больше воды и, следовательно, испытывает на себе большие лондонские силы. Его общие IMFs — самые большие из этих четырех веществ, что означает, что скорость его испарения будет самой медленной и, следовательно, его давление пара будет самым низким.

Проверьте свои знания
При 20 ° C в этой таблице приведены значения давления паров некоторых спиртов. Объясните эти значения давления паров с точки зрения типов и степени IMF для этих спиртов:

Соединение метанол CH 3 OH этанол C 2 H 5 OH пропанол C 3 H 7 OH бутанол C 4 H 9 OH
Давление пара при 20 ° C 11.9 кПа 5,95 кПа 2,67 кПа 0,56 кПа
Таблица 1.

Ответ:

Все эти соединения обладают водородными связями; молекулам трудно преодолеть эти сильные IMF, поэтому давление пара относительно низкое. По мере того как размер молекулы увеличивается от метанола к бутанолу, дисперсионные силы увеличиваются, а это означает, что давление пара уменьшается, как это наблюдается:

P метанол > P этанол > P пропанол > P бутанол .

С повышением температуры давление пара жидкости также увеличивается из-за увеличения среднего KE ее молекул. Напомним, что при любой заданной температуре молекулы вещества испытывают диапазон кинетических энергий, при этом определенная часть молекул обладает достаточной энергией для преодоления IMF и выхода из жидкости (испарения). При более высокой температуре большая часть молекул имеет достаточно энергии для выхода из жидкости, как показано на Рисунке 2. Ускользание большего количества молекул в единицу времени и более высокая средняя скорость молекул, которые вылетают, способствуют большему количеству пара. давление.

Калькулятор плотности воздуха (полезен для расчета ротора)


Стив Гриббл · gribble [at] gmail [точка] com
Калькулятор плотности воздуха

Этот калькулятор плотности воздуха позволяет оценить rho. Ро один параметров, используемых в моделях велосипедной мощности, в частности при оценке сил аэродинамического сопротивления.

Чтобы использовать эту страницу, вам необходимо предоставить калькулятор с три параметра: температура воздуха, давление воздуха и роса точка.Вы должны увидеть эти три параметра для вашего региона с большинства погодных веб-сайтов.

Уравнения плотности воздуха

Воздух содержит смесь сухого воздуха и водяного пара. В количество водяного пара зависит от относительной влажности; Это также зависит от температуры точки росы воздуха. К рассчитать плотность воздуха, нужно рассчитать парциальную давление сухого воздуха и парциальное давление воды пар; как оказалось, вы можете рассчитать их, используя измерения температуры воздуха, давления воздуха и точки росы температура в качестве входных данных.

Сначала рассчитаем давление водяного пара в воздух. Давление водяного пара равно насыщению давление водяного пара при температуре точки росы. В другими словами, учитывая температуру точки росы (в градусах Цельсия), нам нужен способ расчета насыщенности пара давление E с (гПа) в этой точке росы температура. (Другое название гектопаскаля — миллибар, так что 1 гПа = 1 мб.) Очень точное уравнение для расчет E s был разработан Германом Вобус:

E s (гПа) = e , поэтому / p 8 (1)
где:
e , поэтому = 6.1078
p = c 0 + Т (c 1 + Т (c 2 + Т (c 3 + Т (c 4 + Т (c 5 + Т (c 6 + Т (c 7 + Т (c 8 + T (c 9 ))))))))
T = температура воздуха (градусы Цельсия)
c 0 = 0.99999683
c 1 = -0,951 · 10 -2
c 2 = 0,78736169 · 10 -4
c 3 = -0,61117958 · 10 -6
c 4 = 0,43884187 · 10 -8
c 5 = -0,29883885 · 10 -10
c 6 = 0,21874425 · 10 -12
c 7 = -0,178
· 10 -14
c 8 = 0,11112018 · 10 -16
c 9 = -0.30994571 · 10 -19

При этом давление водяного пара P v составляет определяется по температуре точки росы T точка росы (C) как T в уравнении (1). Итак, получаем:

P v (гПа) = E s при T точка росы (2)

Далее нам необходимо рассчитать давление сухого воздуха P d , учитывая измеренное давление воздуха P от прогноз погоды и давление водяного пара P v рассчитывается по уравнению (2).Измеренное давление воздуха P составляет сумма давлений сухого воздуха P d и водяной пар P v .