Chertov (523131), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Проверим, в каких единицах выражается второе слагаемое: [зп[ [Н[ [Тз[ кг [Дж1[К ° моль)[ ° К кг Дж К моль [М! [)') кг/ззоль мз кг мз К моль Дж Н.м Н = — — — = —. = Па. мз ьп м мз Убедившись в том, что правая часть полученной расчетной формулы дает единицу искомой величины — давления, можем подставить в (5) значения всех величин и произвести вычисления. В формуле (5) все величины, кроме молярной массы М гелия, известны. Найдем ее (см. пример 1). Для гелия как одноатомного 1!о газа относительная молекулярная масса равна его относительной атомной массе А,. Из таблицы Д. И. Менделеева найдем А„= — 4. Следовательно, молярная масса гелия М =А, 10-' кг(моль=4 10 ' кг!моль.
Подставив значения величин в (5), получим Задачи Молекулярное строение вещества 8.1. Определить относительную молекулярную массу М,: 1) воды; 2) углекислого газа СО;; 3) поваренной соли НаС1, 8.2. Найти малярную массу М серной кислоты Н,БО,. 8.3. Определить массу т, молекулы: 1) углекислого газа; 2) поваренной соли. 8.4. В сосуде вместимостью ~'=-2 л находится кислород, количество вещества ч которого равно 0,2 моль. Определить плотность р газа. 8.5. Определить количество вещества т и число М молекул азота массой т=0,2 кг.
8.6. В баллоне вместимостью г'=3 л находится кислород массой т=-4 г. Определить количество вещества ч и число Ж молекул газа. 8.7. Кислород при нормальных условиях заполняет сосуд вместимостью г' — 11,2 л. Определить количество вещества т газа и его массу и. 8.8. Определить количество вещества ч водорода, заполняющего сосуд вместимостью $' — 3 л, если плотность газа р--6,65х х 10 ' кг!моль. 8.9. Колба вместимостью У=0,5 л содержит газ при нормальных условиях. Определить число У молекул газа, находящихся в колбе.
8.10. Сколько атомов содержится в газах массой 1 г каждый: 1) гелии, 2) углероде, 3) фторе, 4) полонин? 8.11. В сосуде вместимостью $'=5 л находится однородный газ количеством вещества ъ=0,2 моль. Определить, какой зто газ, если его плотность р= — 1,12 кг!м'. 8.12. Одна треть молекул азота массой т=10 г распалась на атомы. Определить полное число )У частиц, находящихся в газе.
8.13. Рассматривая молекулы жидкости как шарики, соприкасающиеся друг с другом, оценить порядок размера диаметра молекулы сероуглерода С8,. При тех же предположениях оценить порядок размера диаметра атомов ртути. Плотности жидкостей считать известными. 8.14. Определить среднее расстояние <1> между центрами молекул водяных паров при нормальных условиях и сравнить его с диаметром д самих молекул ф=0,311 нм). 8.15.
В сосуде вместимостью я'==1,12 л находится азот прн нормальных условиях. Часть молекул газа при нагревании до некоторой температуры оказалась диссоциированпой на атомы. Степень дисооциации а =0,3. Определить количество вещества: 1) в — азота до нагревания; 2) ч„„л — молекулярного азота после нагревания; 3) чч, — атомарного азота после нагревания: 4) ч„л — всего азота после нагревания. Примечание.
Степенью диссопияпии называют отношение числа молекул, распавшихся на атомы, к общему числу мочекул газа. Степень диссопиапии показывает, какая часть молекул распалась на атомы. Уравнение газового состояния 8.16. В цилиндр длиной 1=1,6 м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении р„ начали медленно вдвигать поршень площадью 3=200 см'.
Определить силу Р, которая будет действовать на поршень, если его остановить на расстоянии 1,= =10 см от дна цилиндра. 8.17. Колба вместимостью )т== 300 см', закрытая пробкой с краном, содержит разреженный воздух. Для измерения давления в колбе горлышко колбы погрузили в воду на незначительную глубину и открыли кран, в результате чего в колбу вошла вода массой и.=— =292 г. Определить первоначальное давление р в колбе, если атмосферное давление р,=!00 кПа. 8.18. В Б-образный манометр налита ртуть. Открытое колено манометра соединено с окружающим пространством при нормальном атмосферном давлении р„и ртуть в открытом колене стоит выше, чем в закрытом, на Лй=10 см. При этом свободная от ртути часть трубки закрытого колена имеет длину 1==-20 см. Когда открытое колено присоединили к баллону с воздухом, разность уровней ртути увеличилась и достигла значения Л)з,=26 см. Найти давление р воздуха в баллоне.
Рис. В.! 8.19. Манометр в виде стеклянной 11-образной трубки с внутренним диаметром с)=-5 мм (рис. 8.1, а) наполнен ртутью так, что оставшийся в закрытом колене трубки воздух занимает при нормальном атмосферном давлении объем )тт=10 мм'. При этом разность уровней Лй, ртути в обоих коленах трубки равна 10 см. При соединении открытого конца трубки с большим сосудом (рис. 8.1, б) разность Лп уровней ртути уменьшилась до 1 см. Определить давление р в сосуде. 8.20.
В баллоне содержится газ при температуре 1,= 100 'С. До какой температуры Г., нужно нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в два раза? 8.21. При нагревании идеального газа на ОТ== 1 К при постоянном давлении объем его увеличился на 1!350 первоначального объема. Найти начальную температуру Т газа, 8.22. Полый шар вместимостью $'=-10 см', заполненный воздухом прп температуре Т,— 573 К, соединили трубкой с чашкой, заполненной ртутью.
Определить массу и ртути, вошедшей в шар при остывании воздуха в нем до температуры Т,=293 К. Изменением вместимости шара пренебречь. 8.23. Оболочка воздушного !пара вместимостью Р=-800 ми целиком заполнена водородом при температуре Т,==-273 К. На сколько изменится подъемная сила шара при повышении температуры до Т,=293 К? Считать вместимость У оболочки неизменной и внешнее давление нормальным. В нижней части оболочки имеется отверстие, через которое водород может выходить в окружающее пространство, 8.24. В оболочке сферического аэростата находится газ объемом $'===1500 м', заполняющий оболочку лишь частично. На сколько изменится подъемная сила аэростата, если газ в аэростате нагреть от Т, 273 К до Т=-293 К? Давления газа в оболочке и окружающего воздуха постоянны и равны нормальному атмосферному давлению.
Рис. 8.3 Рис. 8.2 8.25. Газовый термометр состоит из шара с припаянной к нему горизонтальной стеклянной трубкой. Капелька ртути, помещенная в трубку, отделяет объем шара от внешнего пространства (рис, 8.2). Площадь 5 поперечного сечения трубки равна 0,1 см'. При температуре Т, †2 К капелька находилась на расстоянии (,=30 см от поверхности шара, при температуре Т,=278 К— на расстоянии 1,=50 см. Найти вместимость Г шара. 8.26. В большой сосуд с водой был опрокинут цилиндрический сосуд (рис. 8.3). Уровни воды внутри и вне цилиндрического сосуда находятся на одинаковой высоте. Расстояние 1 от уровня воды до дна опрокинутого сосуда равно 40 см.
На какую высоту ЛЬ подни- мется вода в цилиндрическом сосуде при понижении температуры от Т, =-310 К до Т,==273 К? Атмосферное давление нормальное. 8.27. Баллон вместимостью Г=-12 л содержит углекислый газ. Давление р газа равно 1 МПа, температура Т=-300 К. Определить массу гп газа в баллоне. 8.28. Какой объем Р занимает идеальный газ, содержащий количество вещества ч=1 кмоль при давлении р=1 МПа и температуре Т=400 К? 8.29. Котел вместимостью Р==2 м' содержит перегретый водяной пар массой и= — 10 кг при температуре Т=500 К. Определить давление р пара в котле. 8.30.
Баллон вместимостью г'=-20 л содержит углекислый газ массой пг=500 г под давлением р= — 1,3 МПа. Определить температуру Т газа. 8.31. Газ при температуре Т=309 К и давлении р==0,7 МПа имеет плотность р=-12 кг(м'. Определить относительную молекулярную массу М„газа. 8.32. Определить плотность р насыщенного водяного пара в воздухе при температуре Т=300 К. Давление д насыщенного водяного пара при этой температуре равно 3,55 кПа. 8.33.
Оболочка воздушного шара имеет вместимость Ъ'==-1600 м'. Найти подъемную силу Р водорода, наполняющего оболочку, на высоте, где давление р.—.=60 кПа и температура Т= — 280 К. При подъеме шара водород может выходить через отверстие в нижней части шара. 8.34. В баллоне вместимостью 1'= — 25 л находится водород при температуре Т=--290 К. После того как часть водорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на Лр=0,4 МПа. Определить массу т израсходованного водорода. 8.35. Оболочка аэростата вместимостью Р==-1600 и', находящегося на поверхности Земли, на й — 7!8 наполнена водородом при давлении р,=100 кПа и температуре Т,=-290 К.
Аэростат подняли на некоторую высоту, где давление р.,==80 кПа и температура Т,= =280 К. Определить массу Лт водорода, вышедшего из оболочки при его подъеме. Смеси газов 8.36. Какой объем Ъ' занимает смесь газов — азота массой лг,= =1 кг и гелия массой т,=! кг — при нормальных условиях? 8.37. В баллонах вместимостью У,— 20 л и 1г,=-44 л содержится газ. Давление в первом баллоне р,=-2,4 МПа, во втором — р.,= =1,6 МПа. Определить общее давление р и парциальные р,' и р,' после соединения баллонов, если температура газа осталась прежней. 8.38.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
