Дополнение 3 (1)

Индивидуальная работа

1. а Объясните смысл уравнения состояния идеального газа.                                                                               

[1]

    b В твердом контейнере объемом  0,020 м³ находится 1 моль идеального газа. Определите давление газа, оказываемое на стенки сосуда, если его  температура равна 293 К                             .                                                   

[3]

2. В сосуде цилиндрической  формы объемом  0,030 м³ находится воздух  массой 4,0 г . Молярная масса воздуха 29 г/моль.
а Определите давление, оказываемое газом на стенки сосуда при температуре 34 ° С.                                                                                                                                  

[4]

b Какой станет температура газа, если его температуру в пункте а увеличить вдвое?                                                                                                                                       

[4]

3. На рисунке изображены два теплоизолированных сосуда с газом, соединенные тонкой трубкой. Трубка снабжена краном, который вначале находится в закрытом состоянии.

Объем каждого сосуда равен 2,0 ´ 10^-2 м³ . Температура обоих сосудов равна -13 ° С.

Давление газа в сосуде А равна 180 кПа, а в сосуде  B - 300 кПа.
а Покажите, что количество вещества газа в двух сосудах равно 4,4 моль.                                

[3]

b Когда кран открыли газы в сосудах перемешались. Температура газа не изменилась. Определите новое давление газа, оказываемое газом на стенки сосудов.

[3]

[3]

Ответы:

1    a    Pressure × volume
          = number of moles × universal gas constant × thermodynamic temperature                [1]

b    PV = nRT                                                                                                                         [1]
P =  =                                                                                              [1]
P = 1.22 × 10⁵ Pa » 1.2 × 10⁵ Pa (120 kPa)                                                                         [1]

2    a    PV = nRT                                                                                                                         [1]
n =  = 0.138 moles                                                                                                     [1]
P =  =                                                                                 [1]
P = 1.17 × 10⁴ Pa » 1.2 × 10⁴ Pa (12 kPa)                                                                           [1]

b     is constant when the volume of the gas is constant.                                                        [1]
The pressure is doubled, hence the absolute temperature of the gas is also doubled.              [1]
Therefore:
temperature = 2 × (273 + 34) = 614 K                                                                                [1]
temperature in °C = 614 – 273 = 341 °C » 340 °C                                                               [1]

 3  a    n =                                                                                                                            [1]

n =  +                                                             [1]

n = 4.44 moles » 4.4 moles                                                                                                [1]

b    Total volume, V = 4.0 × 10^–2 m³, T = 273 – 13 = 260 K

P =                                                                                                                          [1]

P =                                                                                                        [1]

P » 2.4 × 10⁵ Pa (240 kPa)                                                                                                [1]