Воздух в сосуде состоит из смеси газов какие из параметров
Команда “Газы!” была объявлена еще две недели назад. И что?! Легкие задачи порешали и расслабились?! Или вы думаете, что задачи на газы касаются только 28-х заданий ЕГЭ?! Как бы не так! Если газов пока еще не было в 34-х заданиях, это ничего не значит! Задач на электролиз тоже не было в ЕГЭ до 2018 года. А потом как врезали, мама не горюй! Обязательно прочитайте мою статью “Тайны задач по химии? Тяжело в учении – легко в бою!”. В этой статье очень подробно рассказывается о новых фишках на электролиз. Статья вызвала шквал самых разных эмоций у преподавателей химии. До сих пор мне и пишут, и звонят, и благодарят, и бьются в конвульсиях. Просто цирк с конями, в котором я – зритель в первом ряду.
Однако, вернемся к нашим баранам, вернее, Газам. Я прошла через огонь и воду вступительных экзаменов и знаю точно – хочешь завалить абитуриента, дай ему задачу на Газы. Почитайте на досуге сборник задач И.Ю. Белавина. Я процитирую одну такую “мозгобойню”, чтобы вам жизнь медом не казалась. Попробуйте решить.
И.Ю. Белавин, 2005, задача 229
“Два из трех газов (сероводород, водород и кислород) смешали и получили газовую смесь, плотность которой оказалась равной плотности оставшегося газа. Полученную газовую смесь вместе с равным ей объемом третьего газа под давлением поместили в замкнутый сосуд емкостью 4 л, содержавший азот при н.у. и нагревали при 600 С до окончания химических реакций, затем постепенно охладили. Определите массы веществ, содержавшихся в сосуде после охлаждения, если плотность газовой смеси в сосуде перед нагреванием равнялась 9,25г/л. (Ответ: m(S) = 7,5 г, m(SO2) = 15 г, m(Н2О) = 9 г)”
Ну как, решили? Нет?! А ваши репетиторы?! Извините, это был риторический вопрос. Кстати, мои ученики, абитуриенты 2003-2008 гг. такие задачи щелкали, как семечки, на экзаменах во 2-й медицинский (теперь РНИМУ им. Н.И. Пирогова). Надеюсь, вам понятно, что 34-м задачам ЕГЭ еще есть куда усложняться, perfectio interminatus est (нет предела совершенству), с газами нужно работать, работать и работать. Поэтому команду “Газы!” отменять рано. Итак, поехали!
Сегодня мы поговорим о газовых смесях, затронем понятие плотности газа (абсолютной и относительной), средней молярной массы, решим задачи: определение средней молярной массы и плотности газа по компонентам смеси и наоборот.
• Газовая смесь – смесь отдельных газов НЕ вступающих между собой в химические реакции. К смесям газов относятся: воздух (состоит из азота, кислорода, углекислого газа, водяного пара и др.), природный газ (смесь предельных и непредельных углеводородов, оксида углерода, водорода, сероводорода, азота, кислорода, углекислого газа и др.), дымовые газы (содержат азот, углекислый газ, пары воды, сернистый газ и др.) и др.
• Объемная доля – отношение объема данного газа к общему объему смеси, показывает, какую часть общего объема смеси занимает данный газ, измеряется в долях единицы или в процентах.
• Мольная доля – отношение количества вещества данного газа к общему количеству вещества смеси газов, измеряется в долях единицы или в процентах.
• Плотность газа (абсолютная) – определяется как отношение массы газа к его объему, единица измерения (г/л). Физический смысл абсолютной плотности газа – масса 1 л, поэтому молярный объем газа (22,4 л при н.у. t° = 0°C, P = 1 атм) имеет массу, численно равную молярной массе.
• Относительная плотность газа (плотность одного газа по другому) – это отношение молярной массы данного газа к молярной массе того газа, по которому она находится
• Средняя молярная масса газа – рассчитывается на основе молярных масс составляющих эту смесь газов и их объемных долей
Настоятельно рекомендую запомнить среднюю молярную массу воздуха Мср(в) = 29 г/моль, в заданиях ЕГЭ часто встречается.
Обязательно посетите страницу моего сайта “Изучаем Х-ОбХ-04. Закон Авогадро. Следствия из закона Авогадро. Нормальные условия. Молярный объем газа. Абсолютная и относительная плотность газа. Закон объемных отношений”и сделайте конспекты по теории. Затем возьмите бумагу и ручку и решайте задачи вместе со мной.
ВАНГУЮ: чует мое сердце, что ЕГЭ по химии 2019 года устроит нам газовую атаку, а противогазы не выдаст!
Задача 1
Определить плотность по азоту газовой смеси, состоящей из 30% кислорода, 20% азота и 50% углекислого газа.
Задача 2
Вычислите плотность по водороду газовой смеси, содержащей 0,4 моль СО2, 0,2 моль азота и 1,4 моль кислорода.
Задача 3
5 л смеси азота и водорода имеют относительную плотность по водороду 12. Определить объем каждого газа в смеси.
Несколько задач со страницы моего сайта
Задача 4
Плотность по водороду пропан-бутановой смеси равна 23,5. Определите объемные доли пропана и бутана
Задача 5
Газообразный алкан объемом 8 л (н.у.) имеет массу 14,28 г. Чему равна его плотность по воздуху
Задача 6
Плотность паров альдегида по метану равна 2,75. Определите альдегид
Ну как? Пошло дело? Если туго, вернитесь к задачам и решайте их самостоятельно до тех пор, пока не щелкнет! А для стимуляции – десерт в виде еще одной задачи И.Ю. Белавина на газы. Наслаждайтесь ее решением самостоятельно!
И.Ю. Белавин, 2005, задача 202
“Сосуд емкостью 5,6 л при н.у. заполнили метаном, затем нагрели до высокой температуры, в результате чего произошло частичное разложение метана. Определите массу образовавшейся сажи, если известно, что после приведения к нормальным условиям объем полученной газовой смеси оказался в 1,6 раза больше объема исходного метана, эта газовая смесь обесцвечивает бромную воду и имеет плотность по воздуху 0,2931. (Ответ: m(C) = 0,6 г)”
Задачи И.Ю. Белавина – это крутой драйв! Попробуйте порешать, и вы откажетесь от просмотра любых ужастиков, поскольку запасетесь адреналином надолго! Но нам нужно спуститься на землю к ЕГЭ, простому и надежному, как первый советский трактор. Кстати, у меня в коллекции припасено немало сюрпризов с газовыми фишками, собранными за все годы работы и бережно хранимыми. Думаю, пришло время сказать им: “И снова здравствуйте!”, поскольку ЕГЭ с каждым годом становится “все чудесатее и чудесатее”. Но это уже совсем другая история. Читайте мои статьи – и вы подстелите соломку под свою ЕГЭшную попу.
Вы готовитесь к ЕГЭ и хотите поступить в медицинский? Обязательно посетите мой сайт Репетитор по химии и биологии https://repetitor-him.ru. Здесь вы найдете огромное количество задач, заданий и теоретического материала, познакомитесь с моими учениками, многие из которых уже давно работают врачами. Позвоните мне +7(903)186-74-55, приходите ко мне на курс, на бесплатные Мастер-классы “Решение задач по химии”. Я с удовольствием вам помогу.
Репетитор по химии и биологии кбн В.Богунова
Источник
Тепловое равновесие
Воздух в комнате состоит из смеси газов: кислорода, азота, водорода, водяных паров, углекислого газа и др. Какой из физических параметров обязательно одинаков при тепловом равновесии?
В задаче не указаны соотношения макроскопических параметров отдельных газов, поэтому исходим от условия задачи, в котором сказано о тепловом равновесии.
Давление |
Температура |
Плотность |
Концентрация |
Средняя кинетическая энергия
Заполните пропуски в предложении.
Средняя кинетическая энергия молекул на прямую зависит от теплового движения частиц.
Средняя кинетическая энергия хаотичного поступательного движения молекул газа пропорциональна .
абсолютной температуре
плотности газа
микроскопическим параметрам
макроскопическим параметрам
Физические величины
Установите соответствие между физической величиной и формулой.
Каждой позиции первого столбца соответствует только одно значение из второго столбца.
Энергетическая температура
Средняя кинетическая энергия молекул
Зависимость давления от абсолютной температуры
Заполните пропуск в тексте, выбрав правильный вариант ответа из выпадающего меню.
Используйте выражение зависимости давления от абсолютной температуры.
Абсолютная температура увеличилась в 3 раза, а объём одного моля идеального газа уменьшился в 3 раза. Давление при этом
.
Абсолютный ноль температуры
Заполните пропуски в тексте. Для этого наберите пропущенные слова на клавиатуре компьютера.
Вспомните соотношение макроскопических параметров при тепловом равновесии.
Предельную температуру, при которой
идеального газа обращается в нуль при фиксированном
или при которой
идеального газа стремится к нулю при неизменном
, называют абсолютным нулём температуры.
Развитие термометров
Выделите мышкой 5 слов, которые являются фамилиями учёных, внёсших существенный вклад в историю развития приборов для измерения температуры.
1. Учёный, который первым создал термоскоп в 1597 году.
2. Шкала, предложенная учёным в 1742 г., которая точно устанавливала положение двух точек – 0 и 100 градусов.
3. Учёный, благодаря которому изобрели термометр, данные которого не зависели бы от перепадов атмосферного давления.
4. Шкала, имени этого учёного, была создана на смеси снега с нашатырём или поваренной солью, по которой за температуру здорового человеческого тела принимают 96 градусов.
5. Учёный предложил в термометрах применять спирт, и шкала имела две крайние точки изменения температуры от точки замерзания до точки кипения воды – от 0 до 80 градусов.
Изучите исторические сведения о развитии термометров.
Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул
Заполните пропуск в задаче.
После определения абсолютной температуры, переведите полученное значение в показания по шкале Цельсия.
При температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул равна 6,21·$10^{-21}$Дж.
27$^circ С$
37$^circ С$
283$^circ С$
Шкалы Цельсия и Кельвина
Соедините одинаковые значения температур по шкале Цельсия и Кельвина.
Используйте значение соответствий между шкалами $T = (t + 273)$.
Кинетическая энергия и концентрация молекул
Заполните пропуски в задаче. Ответы дайте целыми числами.
Используйте формулы зависимостей давления от температуры и средней кинетической энергии поступательного движения от температуры.
При температуре 290 К и давлении 0,8 МПа, средняя кинетическая энергия молекул равна
·10$^{-21}$Дж, а концентрация молекул составляет
·10$^{26}$ м$^{-3}$
Абсолютный нуль
Заполните пропуск в тексте. Ответ дайте целым числом.
Используйте соотношение шкалы Цельсия и Кельвина.
Абсолютный нуль по шкале Цельсия равен
$^circ С$.
Используйте соотношение шкалы Цельсия и Кельвина.
На рисунке представлен график изменения температуры воздуха в течение суток. Пользуясь графиком, определите максимальное значение абсолютной температуры в 17:00 часов по местному времени. Вычеркните неправильные варианты.
Для решения задачи используйте соотношение между шкалой Цельсия и Кельвина.
Тепловое движение молекул
Решите задачи с заданными величинами в строках и заполните таблицу.
Используйте ряд формул для вывода уравнения со всеми искомыми параметрами $p=nkT$, $p=frac{NkT}{V}$, $N=frac{m}{M}N_A$ или $p=frac{m}{M}VN_AkT$.
| Т, К | $р$, Па | V, $м^3$ | М, кг/моль | m, кг |
|---|---|---|---|---|
200 | 1,8•$10^5$ | 0,82 | 3,2•$10^{-2}$ | |
303 | 0,6 | 4•$10^{-2}$ | 2,3 | |
6•$10^4$ | 0,93 | 2•$10^{-3}$ | 0,3 |
Концентрация молекул атмосферного воздуха
Практический потолок полёта самолёта Ту-154 равен 12 км. Во сколько раз концентрация молекул атмосферного воздуха на этой высоте меньше, чем на уровне моря? Заполните недостающие значения физических параметров в ячейках таблицы. Известные параметры для стандартной атмосферы* приведены в таблице.
*Стандартная атмосфера – модель земной атмосферы, характеризуемая выведенными на основе долголетних статистических наблюдений средними значениями физических параметров состояния воздуха реальной атмосферы Земли.
Используйте формулу зависимости давления от концентрации молекул газа и абсолютной температуры; рассчитайте отношение двух полученных значений.
| Высота над уровнем моря h, м | Давление p, Па | Температура Т, К | Концентрация молекул атмосферного воздуха n, $м^{-3}$ | Отношение концентраций на разной высоте $frac{n_2}{n_1}$ |
|---|---|---|---|---|
0 | 101325 | 288,15 | ||
12000 | 19399 | 216,65 |
Абсолютная температура
Соедините попарно фигуры так, чтобы каждому значению абсолютной температурысоответствовала характеристика.
Повторите материал видеолекции. Соотнеся значение абсолютной температуры с её характеристиками, Вы получите краткий обзор новой величины.
Источник
Подробности
Просмотров: 653
«Физика – 10 класс»
При решении задач по данной теме надо чётко представлять себе начальное состояние системы и какой процесс переводит её в конечное состояние.
Одна из типичных задач на использование уравнения состояния идеального газа: требуется определить параметры системы в конечном состоянии по известным макроскопическим параметрам в её начальном состоянии.
Задача1.
Воздух состоит из смеси газов (азота, кислорода и т. д.).
Плотность воздуха ρ0 при нормальных условиях (температура t0 = 0 °С и атмосферное давление р0 = 101 325 Па) равна 1,29 кг/м3.
Определите среднюю (эффективную) молярную массу М воздуха.
Р е ш е н и е.
Уравнение состояния идеального газа при нормальных условиях имеет вид 
Здесь R = 8,31 Дж/(моль • К) и Т0 = 0 °С + 273 °С = 273 К, М — эффективная молярная масса воздуха.
Эффективная молярная масса смеси газов — это молярная масса такого воображаемого газа, который в том же объёме и при той же температуре оказывает на стенки сосуда то же давление, что и смесь газов, в данном случае воздух.
Отсюда
Задача2.
Определите температуру кислорода массой 64 г, находящегося в сосуде объёмом 1 л при давлении 5 • 106 Па.
Молярная масса кислорода М = 0,032 кг/моль.
Р е ш е н и е.
Согласно уравнению Менделеева—Клапейрона
Отсюда температура кислорода 
Задача3.
Определите плотность азота при температуре 300 К и давлении 2 атм.
Молярная масса азота М = 0,028 кг/моль.
Р е ш е н и е.
Запишем уравнение Менделеева—Клапейрона:
Разделив на объём левую и правую части равенства, получим
Задача4.
Определите, на сколько масса воздуха в комнате объёмом 60 м3 зимой при температуре 290 К больше, чем летом при температуре 27 °С.
Давление зимой и летом равно 105 Па.
Р е ш е н и е.
Запишем уравнение Менделеева—Клапейрона:
Из этого уравнения выразим массу газа: 
где T принимает значения Т1 и Т2 — температуры воздуха зимой и летом.
Молярная масса воздуха М = 0,029 кг/моль. Температура воздуха летом Т2 = 27 °С + 273 °С = 300 К.
Таким образом,
Источник: «Физика – 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский
Основные положения МКТ. Тепловые явления – Физика, учебник для 10 класса – Класс!ная физика
Почему тепловые явления изучаются в молекулярной физике —
Основные положения молекулярно-кинетической теории. Размеры молекул —
Примеры решения задач по теме «Основные положения МКТ» —
Броуновское движение —
Силы взаимодействия молекул. Строение газообразных, жидких и твёрдых тел —
Идеальный газ в МКТ. Среднее значение квадрата скорости молекул —
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов —
Примеры решения задач по теме «Основное уравнение молекулярно-кинетической теории» —
Температура и тепловое равновесие —
Определение температуры. Энергия теплового движения молекул —
Абсолютная температура. Температура — мера средней кинетической энергии молекул —
Измерение скоростей молекул газа —
Примеры решения задач по теме «Энергия теплового движения молекул» —
Уравнение состояния идеального газа —
Примеры решения задач по теме «Уравнение состояния идеального газа» —
Газовые законы —
Примеры решения задач по теме «Газовые законы» —
Примеры решения задач по теме «Определение параметров газа по графикам изопроцессов»
Источник