В сосуде находится идеальный газ при давлении

В сосуде при постоянном давлении находится идеальный газ

В сосуде неизменного объема находится идеальный газ. Если часть газа выпустить из сосуда при постоянной температуре, то как изменятся величины: давление газа, его плотность и количество вещества в сосуде?

Для каждой величины определите соответствующий характер ее изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Поскольку из сосуда выпускают часть газа, количество вещества в сосуде уменьшается. При этом плотность газа также уменьшается, так как теперь прежний объем занимает меньшая масса газа:

Макроскопические параметры газа не независимы, они связаны уравнением Клапейрона — Менделеева: Согласно условию, температура содержимого газа не изменяется, объем сосуда также постоянен, следовательно, давление в сосуде после выпускания части газа уменьшается.

Немного не поняла с доказательством изменения давления газа.

Я исходила из объединенного газового закона, где при постоянных объеме и температуре, выходит, что давление тоже неизменно.. Помогите разрешить этот казус)

Не очень понимаю, что Вы называете объединенным газовым законом. Если

, то ответ на Ваш вопрос очень прост. Этот закон попросту нельзя здесь использовать, как и любой другой газовый закон (Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля), поскольку они верны только для постоянного количества вещества,а у нас количество вещества изменяется.

Закон

, на самом деле, ведь просто следствие уравнения Клапейрона-Менделеева в случае, если . Действительно, . Таким образом, данный закон неформально можно называть законом «изоколичества вещества». А закон Шарля — это «изобрано/изоколичественный» закон.

Источник

В сосуде при постоянном давлении находится идеальный газ

В сосуде неизменного объема находится идеальный газ. Если часть газа выпустить из сосуда при постоянной температуре, то как изменятся величины: давление газа, его плотность и количество вещества в сосуде?

Для каждой величины определите соответствующий характер ее изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Поскольку из сосуда выпускают часть газа, количество вещества в сосуде уменьшается. При этом плотность газа также уменьшается, так как теперь прежний объем занимает меньшая масса газа:

Макроскопические параметры газа не независимы, они связаны уравнением Клапейрона — Менделеева: Согласно условию, температура содержимого газа не изменяется, объем сосуда также постоянен, следовательно, давление в сосуде после выпускания части газа уменьшается.

Немного не поняла с доказательством изменения давления газа.

Я исходила из объединенного газового закона, где при постоянных объеме и температуре, выходит, что давление тоже неизменно.. Помогите разрешить этот казус)

Не очень понимаю, что Вы называете объединенным газовым законом. Если

, то ответ на Ваш вопрос очень прост. Этот закон попросту нельзя здесь использовать, как и любой другой газовый закон (Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля), поскольку они верны только для постоянного количества вещества,а у нас количество вещества изменяется.

Закон

, на самом деле, ведь просто следствие уравнения Клапейрона-Менделеева в случае, если . Действительно, . Таким образом, данный закон неформально можно называть законом «изоколичества вещества». А закон Шарля — это «изобрано/изоколичественный» закон.

Источник

В сосуде при постоянном давлении находится идеальный газ

В сосуде под подвижным поршнем, который может скользить без трения, находится идеальный газ массой m при температуре Т. Массу газа увеличили в 2 раза, а температуру уменьшили в 3 раза. Как изменяются при этом давление газа и внутренняя энергия газа под поршнем?

Для каждой величины подберите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Запишем уравнение Менделеева — Клапейрона:

откуда Внутренняя энергия газа равна значит, при увеличении массы в два раза и уменьшении температуры в три раза внутренняя энергия газа уменьшится на треть. Поршень подвижный, поэтому давление под поршнем равно давлению снаружи, значит, давление не изменяется.

Объясните, пожалуйста, что обозначается за «i» в формуле внутренней энергии газа?

— количество степеней свободы молекул газа.

В сосуде под поршнем находится водяной пар. Объём пространства под поршнем уменьшили в 4 раза при постоянной температуре, при этом давление пара увеличилось в 2 раза. Какой была относительная влажность (в процентах) в начальном состоянии?

При уменьшении объёма в 2 раза, давление увеличилось в 2 раза, а также увеличилась и плотность. Так как при дальнейшем изменении объёма (уменьшении его объёма ещё в 2 раза) давление не менялось, это означает, что пар стал насыщенным, а давление насыщенного пара от изменения объёма не зависит. Таким образом, 100% : 2 = 50%.

Два сосуда заполнены идеальными газами: в первом сосуде находится кислород при температуре +47 °С, во втором — азот при температуре +164,5 °С. Определите, во сколько раз среднеквадратичная скорость хаотического движения молекул азота больше среднеквадратичной скорости хаотического движения молекул кислорода.

Среднеквадратичная скорость молекул (атомов) идеального газа, согласно основному уравнению молекулярно-кинетической теории газов и определению температуры, равна

Найдем отношение среднеквадратичные скорости азота и кислорода

Два моля идеального газа, находящегося в закрытом сосуде при температуре 300 К, начинают нагревать. График зависимости давления p этого газа от времени t изображён на рисунке. Объём сосуда, в котором находится газ, равен

Из уравнения Менделеева — Клапейрона получаем

Почему мы делим на p = 103750, а не на p = 141100?

Потому что температура указана для начального состояния.

1,36 моль идеального газа, находящегося в закрытом сосуде, начинают нагревать. График зависимости давления p этого газа от времени t изображён на рисунке. Через 60 минут после начала нагревания температура газа стала равна 300 К. Объём сосуда, в котором находится газ, равен

Используя уравнение Менделеева — Клапейрона

где — количество молей, получаем:

В закрытом сосуде объёмом 20 литров находится 0,2 моль кислорода. Давление газа в сосуде равно 100 кПа. Чему равна среднеквадратичная скорость молекул этого газа? Ответ округлите до целого числа.

Запишем основное уравнение МКТ газа:

Молярная масса кислорода равна M = 0,032 кг/моль. Найдем среднеквадратичная скорость молекул газа:

Имеется два сосуда, заполненных идеальными газами: в первом сосуде находится кислород при температуре 47 °С, во втором — азот при температуре 164,5 °С. Определите, на какую величину среднеквадратичная скорость хаотического движения молекул азота больше среднеквадратичной скорости хаотического движения молекул кислорода. Ответ выразите в м/с и округлите до целого числа.

Среднеквадратичная скорость молекул (атомов) идеального газа, согласно основному уравнению молекулярно-кинетической теории газов и определению температуры, равна

Найдём, на сколько отличаются среднеквадратичные скорости кислорода и азота

средняя квадратичная скорость движения молекулы равна v=√(3kt/m)

В закрытом сосуде с жёсткими стенками находится кислород при некоторой температуре и давлении 55,5 кПа. Концентрация молекул кислорода 5,4·10 25 1/м 3 . В этот сосуд добавляют азот при такой же температуре. Концентрация молекул азота в сосуде становится равной 7,2·10 25 1/м 3 . Чему равно парциальное давление азота в этом сосуде? Ответ выразите в кПа и округлите до целого числа.

Основное уравнение МКТ связывает макроскопические параметры (давление, объём, температура) термодинамической системы с микроскопическими (масса молекул, средняя скорость их движения)

где

— концентрация молекул газа.

Найдём температуру кислорода, которая по условию также равна температуре азота

Парциальное давление азота тогда равно

Цилиндрический сосуд разделён неподвижной теплоизолирующей перегородкой. В одной части сосуда находится кислород, в другой — водород, концентрации газов одинаковы. Давление кислорода в 2 раза больше давления водорода. Чему равно отношение средней кинетической энергии молекул кислорода к средней кинетической энергии молекул водорода?

Запишем соотношение между давлением и средней кинетической энергий молекул:

где — концентрация газа.

При условии равенства концентраций кислорода и водорода получим отношение средних кинетических энергий:

Источник