Физика-10-11-Задачник-Степанова-2000-ГДЗ (991539), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

b поправка учитывающая объем молекул. Отношение равноpb bR.=V RT712 V = 201 = 2 · 10–2 м3; T = 27°С = 300 К; ν = 0,05 кмоль = 50 моль; b =0,043 м3/кмоль = 4,3 · 10-5 м3/кмоль.В условии а заданы в неверных единицах измерения, перепишем а в верныхединицах.a = 3,6 ⋅105 =Hм 4 ⋅ кмоль 2= 3,6 ⋅10−1Hм 4 ⋅ моль 2;р–?a  Va VV p +ν 2 − b  = RT ; p − b  = RT − ν 2 − b22  νV ννV 131Дж8,31⋅ 300 КRT2 aкмоль⋅p=−ν=−2233V2 ⋅ 10 мV−5 м−b− 4,3 ⋅ 10ν50 мольмоль0,362Н2µ ⋅ моль 2≈ 4 ⋅ 106 Па = 4,7 МПа−4 62 ⋅ 10 м− 502 моль ⋅82713 ν = 1 моль; V = 1 л = 10-3 м3; Т = 17°С = 290 К; а = 0,141b = 3,92 · 10-5м4 ⋅ Нмоль 2;м3; pид – ? ppe – ?моль1) pид = ν RTν RT==Vpug2)  p pe + ν 2p peДж⋅ 290 Кк ⋅ моль≈ 2,4 · 106 Па = 2,41 МПа−3 310 м1 моль ⋅ 8,31a  V − b  = RTV 2  νДж1 моль ⋅ 8,31⋅ 290 КνRT2 aкмоль⋅=−ν= −3 3−−24V − νb10 м − 3,92 ⋅ 10 ⋅ 1 мольV1 моль ⋅ 0,141−−610 мН ⋅ м4моль 2 ≈ 2,37 ⋅ 106 Па = 2,37 МПа6714 V = 5 л = 5 · 10-3 м3; Т = 27°С = 300 К; ν = 10 моль; pu, ppe для кислородаи водорода.1) Для водородаpuV = νRTRTpu = ν= 10 моль ⋅Vа = 0,0245132м4 ⋅ Нмоль28,31Дж⋅ 300 Кк ⋅ моль≈ 5 · 106 Па = 5 МПа5 ⋅ 10−3 м3; b = 2,66 · 10-5a  Vм3;  p pe + ν 2 2  − b  = RTмоль V  νp peνRTa=−ν 2 2 =V − νbV− 102 моль 2 ⋅10 моль ⋅ 8,31Дж⋅ 300 Кк ⋅ моль5 ⋅ 10−3 м 3 − 10 моль ⋅ 2,66 ⋅ 10−50,0245м3моль−Н ⋅ м4моль 2 ≈ 5,2 ⋅ 106 Па = 5,2 МПа5 ⋅ 10− 6 м 322) Для кислорода PuV = νRTRTpu = ν= 10 моль ⋅Vа = 0,138p pe8,31Дж⋅ 300 Кк ⋅ моль≈ 5 · 106 Па = 5 МПа5 ⋅ 10-3 м3a  Vм4 ⋅ Нм3; b = 3,18 · 10–5;  p pe + ν 2 2  − b  = RT2моль νмольV νRTa=−ν 2 2 =V − νbV− 102 моль 2 ⋅Дж⋅ 300 Кк ⋅ моль−м35 ⋅ 10−3 м 3 − 10 моль ⋅ 3,18 ⋅ 10−5моль0,13810 моль ⋅ 8,31Н ⋅ м4моль 2 ≈ 5,9 ⋅ 106 Па = 5,9 МПа52 ⋅ 10− 6 м 6715 ν = 1 моль; V = 11,5 л = 1,15 · 10-2 м3; р = 200 кПа = 2 · 105 Па;а = 0,141м4 ⋅ Нмоль2; b = 3,92 · 10–5м3; Тu – ? Тpe – ?мольPV = ν RTuTu =Tpe2 ⋅ 105 Па ⋅ 1,15 ⋅ 10−2 м3a  VpV=≈ 276,8 К ;  p − ν 2 2  − b  = RT peДжνRνV1 моль ⋅ 8,31к ⋅ мольН ⋅ м4 0,14111a  V52моль2  ⋅=  p − ν 2 2  − b  = 2 ⋅10 Па − 1 ⋅ моль2−5 6 ДжR1,1510м V  ν⋅ 8,31к ⋅ моль 3  1,15 ⋅ 10−2 м3м ⋅− 3,92 ⋅ 10−5≈ 274,4 1 моль1моль133716 V = 0,5 л = 5 · 10-4 м3; р = 300 кПа = 3 · 105 Па; ν = 2 моль;м4 ⋅ Нак = 0,138ау2 = 0,36мольм4 ⋅ Н2моль∆Тu – ? ∆Тpe – ?; bк = 3,18 · 10-52; bу2 = 4,3 · 10-5м3;мольм3;моль1) pV = νRTuк; pV = νRTuк; ∆Тu = Tuк – Tuу2 = 02)  p + ν 2aк  V − bк  = RT peк ;V 2  νa  V p + ν 2 у 2  − bу 2  = RT pe у 2V 2  νa у 2  Va  V1 1 p + ν 2 к2   − bк  −  p + ν 2 2   − b у 2  =νR RV  νV 4 ⋅Нм0,1382 1=⋅  3 ⋅ 10 5 Па + 2 2 моль 2 ⋅ 2 моль⋅Дж5 ⋅ 10 − 8 м 6 8 ,31к ⋅ моль ∆ T pe = T pe к − T pey2= 5 ⋅ 10− 4 м3м3 1⋅− 3,18 ⋅ 10−5−⋅ 2 мольДж1моль 8,31к ⋅ моль4Н ⋅ м 0,363 2   5 ⋅ 10 − 4 м3522−5 м ≈ 85 К⋅  3 ⋅ 10 Па + 2 моль ⋅ 2 моль⋅−⋅4,3101 моль 5 ⋅ 10−8 м 6   2 моль717 Давление пара не изменится, т.к.

часть пара конденсируется.718 Температура очков ниже температуры воздуха, давление паров водыстановится достаточным для конденсации и очки запотевают.719 Клубы тумана образуются из-за того, что холодный воздух с улицыпонижает температуру теплого и влажного воздуха в комнате до температуры, достаточной для конденсации. В комнате плотность смеси холодногои теплого воздуха больше плотности окружающего воздуха, и смесь опускается вниз. На улице из-за того, что плотность смеси меньше плотностиокружающего воздуха, смесь будет подниматься.720 Теплый и влажный воздух из комнаты около окна может иметь давление пара выше, чем давление насыщенного пара при температуре окна.

Вэтом случае происходит конденсация. Если температура окна ниже температуры замерзания воды, то на внутренней стороне стекла появляется иней.721 В нижнем шаре будет водяной пар, который будет конденсироваться изамерзать. Тогда возникнет разность давлений и молекулы водяного парабудут двигаться из верхнего в нижний шар. Начнется активное испарение134из верхнего шара, которое охладит воду в верхней колбе, отчего она и замерзнет.722 При большей влажности испарение с кожи человека идет медленнее,чем при меньшей. А при испарении «улетают» наиболее энергичные молекулы, за счет чего кожа охлаждается. Значит в теплый сухой день кожа охлаждается эффективнее, чем в сырой теплый день.723 Зимой влажность воздуха ниже, чем летом, значит испарение с кожичеловека идет активнее, чем летом.

Значит тело человека быстрее охлаждается. Если температура зимой в доме будет выше, то этим подогреваетсятело, и человек чувствует себя комфортнее.724 Максимальная абсолютная влажность будет над океаном при высокойтемпературе, т.е. в тропиках или на экваторе над океаном.725 Окна запотевают из-за того, что температура около окна ниже температурыконденсации пара в комнате. Окна запотевают с внутренней стороны. Лед образуется, если температура окна ниже температуры замерзания воды.726 Точка росы должна быть ниже 0°С.727 Иней проявляется при температуре воздуха около 1°С из-за того, чтотемпература поверхности, на которой появился иней, ниже 0°С.728 t1 = 20°C; ϕ1 = 40% = 0,4; t2 = 0°C; ϕ1 = 80% = 0,8.При t1 = 20°C давление насыщенных паров Р01 = 2,33 кПа, при температуреt2 = 0°C Р02 = 0,61 кПа.р1 = р01ϕ1 = 0,932 кПар2 = р02ϕ2 = 0,488 кПаТ.к. р1 > р2, то потоки пара пойдут из комнаты на улицу.кг729 р = 14 кПа = 1,4 · 104 Па; Т = 333 К; М = 18 · 10–3 моль .

ρ – ?Считая пар идеальным газом, запишемкг1,4 ⋅ 104 Па ⋅ 1,8 ⋅ 10− 2mкгpMρмоль=≈ 0,09 3pV =RT ; p =RT ; ρ =ДжMMRT2м8,31⋅ 3,33 ⋅ 10 Кк ⋅ молькгкг; Мвозд = 29 · 10-3 моль ; Т = 36° = 309 К; ро = 44,6мольмм. рт. ст. ≈ 6,2 кПА = 6,2 · 103 Па; ϕ = 80% = 0,8; V = 1 м3; р = 1 атм. = 105Па; m – ?730 М Н 2О = 18 ⋅ 10 −3p Н 2О = p o ϕ ; pН 2 ОV =mН 2 ОM Н 2ОRT ; mН 2 О =pН 2 О M Н 2 ОVRT=ϕpo M Н 2 ОVRTАналогичноmвоз =pM возRT1351 м3⋅Дж⋅ 309 Кк ⋅ моль5− 3 кг− 2 кг Па ⋅ 18 ⋅ 10+ 10 Па ⋅ 2,9 ⋅ 10 ≈ 1,16 кгмольмоль m = mН 2О + mвоз =⋅  0,8 ⋅ 6,2 ⋅ 1034()Vϕpo M Н 2 О + pM воз =RT8,31731 T1 = 16°C; ϕ1 = 65% = 0,65; ∆T = -4°C; ∆ϕ – ?T2 = T1 + ∆T = 16°С – 4°С = 12°СДавление насыщенного пара при T1 = 16°C р1 = 1,81 кПа, при T2 = 12°Cр2 = 1,4 кПар = ϕ1 р1ϕ21,81 кПАpp= ϕ1 1 = 0,65 ⋅≈ 0,84 = 84%1,4 кПАp2p2∆ϕ = ϕ1 – ϕ2 = 84% – 65% = 19%732 V = 10 л = 10–2 м3; m = 0,13 г; Т = 20°С; ϕ – ?Будем считать, что хлористый кальций осушил весь воздух.Плотность насыщенных паров при Т = 20°С равна ρн = 17,3 г/м3ρ=0,132mρm;ϕ===≈ 0,76 = 76%ρ н Vρ н 10− 2 м3 ⋅ 17,3 г/м3V733 m = 0,4 г; Т = 290 К; V = 40 л = 4 · 10–2 м31) Можно повысить плотность изотермическигρ н = 14,5 3 при Т = 290 КмПлотность насыщенного пара при температуре Т = 290 Кρн =mm;V == 2,7 ⋅ 10− 2 м3 = 27 лVρнДля этого понизим объем до V = 27 л.2) Можно понизить температуру изохорическиρ=0,42гm== 10 3−2 3V4 ⋅ 10 ммТогда плотность будет у насыщенного пара при температуре Т′ = 11°С = 284 К.Для этого понизим температуру до 284 К.кг734 М = 1,8 · 10–2 моль ; V = 100 л = 0,1 м3; Т = 30°С = 303 К; ϕ1 = 30% =0,3; m = 1 г; ϕ – ?Давление насыщенных паров воды при Т = 30°С составляет р0 = 4,42 кПа.136mRTmRT ; p ==pV =MVMϕ = ϕ1 +Дж⋅ 303 Кк ⋅ моль≈ 1,4 кПАкг⋅ 0,1 м 3моль10 −3 кг ⋅ 8,3118 ⋅ 10 −31,4 кПар= 0,3 +≈ 0,63 = 63%р04,2 кПа735 V = 1 л = 10-3 м3; Т = 30°С = 303 К; ϕ1 = 30% = 0,3; m = 1 г; ϕ – ?Давление насыщенных паров воды при Т = 30°С составляет р0 = 4,42 кПа.mRTmpV =RT ; p ==MMVϕ = ϕ1 +Дж⋅ 303 Кк ⋅ моль≈ 140 кПАкг⋅ 10−3 м3моль10−3 кг ⋅ 8,3118 ⋅ 10−3140 кПар= 0,3 +≈ 5344,2 кПар0Такого не может быть.

Часть воды останется в жидком состоянии, а ϕ = 100%.736 Т = 20°С = 293 К; ϕ1 = 20% = 0,2; ϕ2 = 50% = 0,5; V = 40 м3; m – ?При Т = 20°С плотность насыщенных паров ρ0 = 17,3 г/м3m = ρ0 (ϕ2 – ϕ1) · V = 17,3 г/м3 (0,5 – 0,2) · 40 м3 = 207,62 г.737 V = 50 м3; ϕ1 = 40% = 0,4; ϕ2 = 50% = 0,5; m = 60 г; ρ – ?∆ρ =mm; ∆ρ = ρ0 (ϕ2 – ϕ1); ρ 0 =V (ϕ 2 − ϕ1 )Vρ = ϕ2ρ0 =ϕ2 m60 г ⋅ 0,5г==6 3V (ϕ 2 − ϕ1 ) 50 м 3 (0,5 − 0,4 )мкг738 V = 0,7 м3; Т = 24°С = 273 К; ϕ = 60% = 0,6; М = 1,8 · 10–2 моль ;m–?При температуре Т = 24°С давление насыщенного пара составляет ρ0 = 2,98кПаp 0V =p VMϕp 0VMm; m2 =RT ; m1 = 0MRTRTm = m1 − m 2 ==2,98 ⋅ 10 3 Па ⋅ 0,7 м 3 ⋅ 1,8 ⋅ 10 − 28,31Дж⋅ 297 Кк ⋅ мольp 0VM(1 − ϕ) =RTкгмоль (1 − 0,6 ) ≈ 6,1 ⋅ 10 −3 кг = 6,1 г137739 Т1 = 4°С; Т2 = 10°С; Т3 = 16°С; Т′2, Т′3 – ?При температуре Т1 = 4°С давление насыщенного пара р01 = 0,8 кПа, влажность по психрометрической таблице ϕ1 = 100%.При температуре Т2 = 10°С давление насыщенного пара р02 = 1,23 кПа.ϕ 2 = ϕ1p 01≈ 0,66 = 66%p 02Из психрометрической таблицы имеем Т′2 = 7°С.При температуре Т3 = 16°С давление насыщенного пара р02 = 1,81 кПа.ϕ 3 = ϕ1p 01≈ 0,45 = 45%p 03Из психрометрической таблицы имеем Т′3 = 10°С.740 Тр = 10°С; Т = 18°С; ϕ – ?При Тр = 10°С давление насыщенного пара р1 = 1,23 кПа, при Т = 18°С р2 =2,07 кПа.ϕ=p1 1,23 кПа=≈ 0,59 = 59%p 2 2,07 кПа741 Т1 = 16°С; Т2 = 8°С; ϕ = 55% = 0,55.При Т1 = 16°С давление насыщенного пара р1 = 1,81 кПа, при Т2 = 8°С р2 =1,06 кПа.р = р1ϕ ≈ 1 кПаТ.к.

р < р1, роса не выпадет.742 Т1 = 20°С; Т2 = 8°С; ϕ = 60% = 0,6; V = 1 м3; m – ?При Т1 = 20°С плотность насыщенного пара ρ1 = 17,3 г/м3, при Т2 = 8°С ρ2 =8,3 г/м3.m = V · (ϕ ρ1 – ρ2) = 1 м3 · (0,6 · 17,3 г/м3 – 8,3 г/м3) = 2,08 г.743 V = 10 л = 10–2 м3; Т1 = 273 К; Т2 = 373 К; р1 = 105 Па; m = 3 г; М = 1,8 ·кг10–2 моль ; р2 – ?Рассмотрим отдельно увеличения давления за счет сухого воздуха и за счетиспарения воды. По закону дальтона давление в баллоне будет равно суммеэтих двух давлений.mRT2p1p′TmRT2 ; p 2′′ == 2 ; p 2′ = p1 2 ; p ′2′ =MMVT1T2T1Дж3 г ⋅ 8,31 5 p1 mR 10 Па⋅кмоль ≈ 1,9 ⋅ 105 Па=++p2 = p2′ + p2′′ = T2 373K 273 К 18 г/моль + 10 − 2 м 3  T1 MV 138кг744 V1 = 1 м3; V2 = 2 м3; ϕ1 = 20% = 0,2; М = 18 · 103 м 3 ; ϕ2 = 40% = 0,4; р1 =105 Па; р2 = 2 · 105 Па; Т = 350 К; ϕ, р – ?Считая влажный воздух идеальным газом, запишемp1V1 =p=m1mm + m2RT ; p 2V2 = 2 RT ; p (V1 + V2 ) = 1RT = p1V1 + p 2V2MMMp1V1 + p 2V2 10 5 Па ⋅ 1 м 3 + 2 ⋅ 10 5 Па ⋅ 2 м 3=≈ 1,7 ⋅ 10 5 ПаV1 + V21 м3 + 2 м3При температуре Т = 350 К давление насыщенных паров р0.

Считая водяныепары идеальным газом, запишемp 0 ϕ1V1 =m1′m′RT ; p 0 ϕ 2V2 = 2 RTM′M′p 0 ϕ(V1 + V2 ) =m1′ + m 2′RT = p 0 ϕ1V1 + p 0 ϕ 2V2M′ϕ(V1 + V2 ) = ϕ1V1 + ϕ 2V2ϕ1V1 + ϕ 2V2 0,2 ⋅ 1 м 3 + 0,4 ⋅ 2 м 3=≈ 0,33 = 33%V1 + V21 м3 + 2 м3кгкг745 V = 1 л = 10–3 м3; m = 5 г = 5 · 10–3 кг; ρ = 103 м 3 ; М1 = 18 · 10–3 моль ;кгМ2 = 28 · 10–3 моль ; Т = 373 К; ∆Т = 50 К; ∆V1, ∆V2 – ?ϕ=mRTMmpV2 =RTMV1 + V2 = VpV1 =V1 M 2V1MVMM2V=;= 2 ;− 1 = 1 ; V1 =V2M1 V − V1 M1 V1M2M1 + M 2V2 = V − V1 =M1mmV ; V1′ = ; V2′ = V −M1 + M 2ρρ139∆V1 = V1′ − V1 ==5 ⋅ 10−3 кг103 кг/м3−mM2−V =ρ M1 + M 228 ⋅ 10−3 кг/моль18 ⋅ 10−3 кг/моль + 28 ⋅ 10−3 кг/моль⋅ 10−3 м3 ≈≈ −0,61 ⋅ 10−3 м3∆V2 = − ∆V1 = 0,61 ⋅ 10 −3 м 3746 m = 15,5 г = 1,75 · 10–2 кг; р = 100 атм. = 107 Па; V = 1 л = 10–3 м3; М =1,8 · 10–2 кг; Т – ?pV =pVM 107 Па ⋅ 10 −3 м 2 ⋅ 18 ⋅ 10 −3 кг/мольm=≈ 1240 КRT ; T =ДжMRm8,31⋅ 1,75 ⋅ 10 − 2 кгк ⋅ моль747 Возможно, люди любят горячий суп больше, чем холодный, из-за того,что при более высокой температуре сложные органические вещества, содержащиеся в супе, легче разлагаются на более простые и впитываются.748 Лучше паста с малым поверхностным натяжением из-за того, что налегко окружает кусочки зубного налета, которые начинают слабее взаимодействовать с зубами, легко отрываются и смываются водой.749 Мыльная пленка стремится уменьшить свою энергию за счет того, чтов поверхностном слое молекулы обладают большей энергией, чем в другихчастях пленки.

Характеристики

Список файлов книги