Если в открытом сосуде концентрация молекул газа
8. Молекулярно-кинетическая теория
1. Вспоминай формулы по каждой теме
2. Решай новые задачи каждый день
3. Вдумчиво разбирай решения
Идеальный газ находится в закрытом сосуде при нормальном атмосферном давлении. При неизменной концентрации молекул средняя кинетическая энергия хаотического теплового движения молекул уменьшается на 5 %. Определите конечное давление газа. Ответ выразите в кПа.
Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул идеального газа прямо пропорциональна абсолютной температуре: [E_k=dfrac{3}{2}kT] где (k) — постоянная Больцмана.
При уменьшении энергии на 5% абсолютная температура также уменьшится на 5%.
Запишем формулу для расчета давления газа: [p=nkT] где (n) — это концентрация газа, (k) — постоянная Больцмана, (T) — температура газа в Кельвинах. Запишем это уравнение для конечного и начального состояния газа: [begin{cases}
p_2=nkT_2 hspace{5 mm} (1) \
p_1=nkT_1 hspace{5 mm} (2) \
end{cases}] Поделим (1) на (2): [dfrac{p_2}{p_1}=dfrac{T_2}{T_1}=0,95] [p_2=0,95p_1=0,95cdot10^5 text{ Па}=95 text{ кПа}]
Ответ: 95
В ходе эксперимента давление разреженного газа в сосуде снизилось в 5 раз, а средняя энергия теплового движения его молекул уменьшилась в 2 раза. Во сколько раз уменьшилась при этом концентрация молекул газа в сосуде
“Демоверсия 2020”
Средняя кинетическая энергия: [E=dfrac{3}{2}kT] Значит температура тоже уменьшилась в 2 раза.
Из основного уравнения МКТ: [p=nkT] Если давление упало в 5 раз, а температура упала лишь в 2, то концентрация упадет в 2,5 раз.
Ответ: 2,5
Каково давление газа, если при температуре (t=77) (^{circ})С в одном кубическом сантиметре находится (10^{15}) молекул? (Ответ дайте в Па и округлите до сотых.)
Запишем формулу для расчета давления газа: [hspace{5 mm} p=nkT hspace{5 mm} (1)] где (n) — это концентрация газа, (k) — постоянная Больцмана, (T) — температура газа в Кельвинах.
Концентрация газа вычисляется по формуле: [hspace{5 mm} n=dfrac{N}{V} hspace{5 mm} (2)] где (N) — количество молекул газа, (V) — объем, который занимает газ.
Подставим (2) в (1): [p=dfrac{N}{V}kT] [p =dfrac{10^{15}}{10^{-6}text{ м}^3}cdot1,38cdot10^{-23}text{ }dfrac{text{Дж}}{text{К}}cdot350text{ К}=4,83 text{ Па}]
Ответ: 4,83
При уменьшении абсолютной температуры на 600 К средняя кинетическая энергия теплового движения молекул аргона уменьшилась в 4 раза. Какова конечная температура аргона?
“Демоверсия 2021”
Средняя кинетическая энергия движения: [E=dfrac{3}{2}kT] Пусть (T_0) – начальная температура, (T_k=T_0+600) – конечная температура. тогда [T_0+600=4T_0 Rightarrow 3T_0=600 Rightarrow T_0=200text{ К}]
Ответ: 200
Во сколько раз изменится давление разреженного одноатомного газа, если абсолютная температура газа уменьшится в 2 раза, а концентрация молекул увеличится в 2 раза?
Запишем формулу для расчета давления газа: [p=nkT] где (n) — это концентрация газа, (k) — постоянная Больцмана, (T) — температура газа в Кельвинах.
При уменьшении температуры в 2 раза и увеличении концентрации в 2 раза давление не изменится.
Ответ: 1
При понижении абсолютной температуры идеального газа его средняя кинетическая энергия уменьшилась в 3 раза. Если начальная температура составляла 600 К, то чему будет равна температура газа при новых условиях?
Связь температуры газа со средней кинетической энергией поступательного теплового движения его частиц: [E_k=dfrac{3}{2}kT] где (k) — постоянная Больцмана.
При понижении кинетической энергии температура также будет уменьшаться.
Начальная температура равна 600 К, конечная температура составит: [T_text{к}=dfrac{T_text{н}}{3}=200 text{ К}]
Ответ: 200
Концентрацию молекул одноатомного идеального газа уменьшили в 1,5 раза. Одновременно среднюю энергию хаотичного движения молекул газа увеличили в 3 раза. Чему равно отношение конечного давления к начальному?
Запишем формулу для вычисления давления одноатомного идеального газа, если известна концентрация и средняя энергия хаотичного движения молекул: [p=dfrac{2}{3}nE_k] Таким образом, если хаотичное движение молекул увеличили в 3 раза, а концентрацию молекул уменьшили в 1,5 раза, то отношение конечного давления к начальному будет равно 2.
Ответ: 2
Источник