Приклади рішення задач

Приклад 1. В сосуді знаходиться газ при тиску 0,15 МПа і температурі 273 ^оС. Яка кількість молекул знаходиться в одиниці об’єму посуду?

Рішення:

р= 1,510^-5 Па Запишемо рівняння Менделєєва-Клапейрона

Т = 273 ^оС = 546 К , так як, то.

N_A = 6,0210²³ моль^-1 ,

R = 8,31

n = ? підставивши отримаємо n = 210²⁵ м^-3.

Відповідь: концентрація молекул n = 210²⁵ м^-3.

Приклад 2. Вирахувати середню кінетичну енергію молекул ідеального газу при температурі 27 ^оС.

Рішення

Т = 27 ^оС = 300 К Середня кінетична енергія молекул

k = 1,3810^-23 Е = 3/21,3810^-23 300 К = 6,210^-21Дж

Е - ?

Відповідь: середня кінетична енергія молекул Е = 6,210^-21Дж.

Приклад 3. При температурі 27 ^оС й тиску 10⁵ Па об’єм повітряної кулі, що заповнена гелієм, дорівнює 500 м³. Яким буде об’єм цієї кулі при підйомі в верхні шари атмосфери, де її температура понизиться до –33 ^оС, а тиск оточуючого повітря стане рівним 510⁴ Па? Масу гелію вважати сталою.

Рішення.

р₁ = 10⁵ Па З рівняння стану ідеального газу

V₁ = 500 м³ слідує, що при m = const виконується рівняння

р₂ = 510⁴ Па , звідси.

Т₁ = 300 К Перевіримо розмірність .

Т₂ = 240 К Підставимо значення V₂ = 800 м³.

m₁ = m₂ = m

V₂ - ? Відповідь: об’єм кулі V₂ = 800 м³.

Приклад 4. При пониженні температури від 16 до 10^оС з одиниці об'єму повітря виділилося 1,5 г води. Яка відносна вологість повітря при 16 ^оС?

Рішення. За умовою при температурі 283 К повітря насичено водяною парою. Знаходимо по таблиці густину ₁ пари насищаючого повітря при 10 ^оС;

t₁ = 16^oC додавши до цього числа кількість вологи, що виділилася

t₂ = 10 ^oC з кожного кубічного метра, одержимо густину пари, що

= 1,5 г = 0,0015 кг знаходився в повітрі при 16 ^оС, тобто абсолютну

 - ? вологість повітря _а = ₁ + . Знайшовши в таблиці

густину пари, що насищає повітря при при 16 ^оС, вирахуємо відносну вологість повітря .

Підставив в формулу числові значення, одержуємо

.

Відповідь: відносна вологість повітря при 16 ^оС дорівнює 80%.

Вправа 22 Якісні задачі

1. З яких видів енергії складається внутрішня енергія тіла?

2. Чому при ізотермічному розширенні внутрішня енергія газу не змінюється?

3. Як змінюється внутрішня енергія при ізобаричному процесі? При ізохоричному?

4. Які молекули в атмосфері рухаються швидше: молекули оксигену чи азоту? Чому?

5. Біля поверхні Землі пил довго втримується, а біля поверхні Місяця він швидко осідає. В чому причина такого явища?

6. Чому при дощі стає холодніше?

7. Чим пояснити, що в гумовому одязі важко переносити спеку?

8. Що швидше згасить полум'я - кип'яток або холодна вода?

9. Чому алюміній не можна паяти олов'яним припоєм?

10. Поверхневий натяг мильної води майже в два рази менше ніж у води чистої. Чому ж мильна вода утворює такі міцні бульбашки і плівки, які з чистої води одержати не вдається?

11. Кулеподібний скляний сосуд, на ¾ заповнений водою, приведений в стан невагомості. Що відбудеться з водою?

12. Як пояснити дію фітілю, бинта з марлі, промокального паперу?

13. Під час засухи на поверхні ґрунту утворюється тверда кромка. Чи слід зберігати її, щоб запобігти висиханню нижніх прошарків ґрунту?