В сосуде содержится аргон под давлением 300 кпа
Подготовка ЕГЭ по физике задание №8
подготовка к ЕГЭ по физике №8 с решением
Просмотр содержимого документа
«Подготовка ЕГЭ по физике задание №8»
Задание 8. В сосуде содержится гелий под давлением 100 кПа. Концентрацию гелия увеличили в 2 раза, а среднюю кинетическую энергию его молекул уменьшили в 4 раза. Определите установившееся давление газа.
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории дает связь между кинетической энергией молекул газа и его давлением:
,
где n – концентрация газа; p – давление; E – кинетическая энергия. Эта формула показывает, что если концентрация молекул увеличивается в 2 раза, то есть равна 2n, а кинетическая энергия уменьшается в 4 раза, то есть E/4, то давление становится равным
,
то есть уменьшается в 2 раза по сравнению с начальным и равна
кПа.
Задание 8. Температура гелия увеличилась с 27 °С до 177 °С. Во сколько раз увеличилась средняя кинетическая энергия его молекул?
Среднюю кинетическую энергию молекул идеального газа (гелий – идеальный газ) можно выразить формулой
. Изначально температура газа равнялась 27°С = 300 К, и внутренняя энергия была равна
,
затем, температуру увеличили до 177°С = 450 К, внутренняя энергия стала
,
то есть она изменилась в
.
Задание 8. В сосуде содержится аргон, абсолютная температура которого равна 300 К. Концентрацию аргона уменьшили в 2 раза, при этом его давление увеличилось в 1,5 раза. Определите установившуюся абсолютную температуру газа.
В соответствии с уравнением Менделеева-Клайперона можно записать, что
.
Будем определять концентрацию газа как
, где N – число молекул газа в объеме V. Тогда и формула Менделеева-Клайперона примет вид:
,
.
Последняя формула показывает, что если концентрацию уменьшить в 2 раза, то есть взять n/2, а давление увеличить в 1,5 раза, то есть 1,5p, то температура
изменится в 3 раза и будет равна
К.
Задание 8. На рисунке приведён график процесса 1-2, в котором участвует гелий. Объём, занимаемый газом в состоянии 1, равен 2 л. Определите объём гелия в состоянии 2, если в процессе 1-2 количество вещества гелия не меняется.
Запишем уравнение Менделеева-Клайперона для состояния газа в точке 1, имеем:
.
Это же уравнение для газа в точке 2 будет иметь вид:
.
Так как давление p и количество вещества v постоянно, то справедливо отношение:
,
литров.
Задание 8. На рисунке приведён график процесса 1-2, в котором участвует неон. Абсолютная температура газа в состоянии 1 равна 150 К. Определите абсолютную температуру неона в состоянии 2, если в процессе 1-2 количество вещества газа не меняется.
Из уравнения состояния идеального газа имеем для точки 1
,
.
Так как давления одинаковы, то имеем равенство:
,
К.
Задание 8. На рисунке приведён график процесса 1-2, в котором участвует гелий. Абсолютная температура газа в состоянии 1 равна 600 К. Определите абсолютную температуру гелия в состоянии 2, если в процессе 1-2 количество вещества газа не меняется.
Согласно уравнению Менделеева-Клайперона для состояния газа в состоянии 1 можно записать
,
а для состояния газа 2
.
Учитывая, что давление газа постоянно, можно объединить эти уравнения в одно, получим:
Задание 8. При увеличении абсолютной температуры на 600 К среднеквадратичная скорость теплового движения молекул гелия увеличилась в 2 раза. Какова конечная температура газа?
Кинетическая энергия газа, равна
где v – средняя скорость движения молекул газа; – начальная температура газа. Если скорость движения молекул увеличивается в 2 раза, то кинетическая энергия газа становится равной
то есть увеличивается в 2 раза. Тогда отношение температур газа будет равно
По условию задачи сказано, что
Задание 8. Температура газа в сосуде равна 2 °С. Какова температура газа по абсолютной шкале температур?
Для перевода температуры из шкалы градусов Цельсия в шкалу градусов Кельвина, нужно к градусам по Цельсию добавить число 273, получим:
Задание 8. Газ в цилиндре переводится из состояния А в состояние В, причём его масса не изменяется. Параметры, определяющие состояние идеального газа, приведены в таблице:
Источник
Источник