Поиск задач

Задачи на тему Молекулярно-кинетическая теория газов


9 пример 1. В баллоне вместимостью V=6,9 л находится азот массой m=2,3 г. При нагревании часть молекул диссоциировали на атомы. Коэффициент диссоциации*α=0,2. Определить: 1) общее число N1 молекул и концентрацию n1 молекул азота до нагревания; 2) концентрацию n2 молекул и n3 атомов азота после нагревания. *Степенью диссоциации называют отношение числа молекул, распавшихся на атомы, к общему числу молекул газа. Степень диссоциации показывает, какая часть молекул распалась на атомы

9 пример 2. В колбе вместимостью V=0,5 л находится кислород при нормальных условиях. Определить среднюю энергию поступательного движения всех молекул, содержащихся в колбе.

9 пример 3. Найти среднюю кинетическую энергию одной молекулы аммиака NH3 при температуре t=27 °С и среднюю энергию вращательного движения этой молекулы при той же температуре.

9.1 В сосуде вместимостью V=12 л находится газ, число N молекул которого равно 1,44*1018. Определить концентрацию n молекул газа.

9.2 Определить вместимость V сосуда, в котором находится газ, если концентрация молекул n=1,25*1026 м-3, а общее их число N=2,5*1023.

9.3 В сосуде вместимостью V=20 л находится газ количеством вещества ν=1,5 кмоль. Определить концентрацию n молекул в сосуде.

9.4 Идеальный газ находится при нормальных условиях в закрытом сосуде. Определить концентрацию n молекул газа.

9.5 В сосуде вместимостью V=5 л находится кислород, концентрация n молекул которого равна 9,41*1023 м-3. Определить массу m газа.

9.6 В баллоне вместимостью V=5 л находится азот массой m=17,5 г. Определить концентрацию n молекул азота в баллоне.

9.7 Определить количество вещества ν водорода, заполняющего сосуд вместимостью V=3 л, если концентрация n молекул газа в сосуде равна 2*1018 м-3.

9.8 В двух одинаковых по вместимости сосудах находятся разные газы: в первом-водород, во втором-кислород. Найти отношение n1/n2 концентраций газов, если массы газов одинаковы

9.9 Газ массой m=58,5 г находится в сосуде вместимостью V=5 л. Концентрация n молекул газа равна 2,2*1026 м-3. Какой это газ?

9.10 В баллоне вместимостью V=2 л находится кислород массой m=1,17 г. Концентрация n молекул в сосуде равна 1,1*1025 м-3. Определить по этим данным постоянную Авогадро NA.

9.11 В баллоне находится кислород при нормальных условиях. При нагревании до некоторой температуры часть молекул оказалась диссоциированной на атомы. Степень диссоциации α=0,4. Определить концентрации частиц: 1) n1-до нагревания газа; 2) n2-молекулярного кислорода после нагревания; 3) n3-атомарного кислорода после нагревания.

9.12 Определить концентрацию n молекул идеального газа при температуре T=300 К и давлении p=1 мПа.

9.13 Определить давление p идеального газа при двух значениях температуры газа: 1) T=3 К; 2) T=1 кК. Принять концентрацию n молекул газа равной ≈1019 см-3.

9.14 Сколько молекул газа содержится в баллоне вместимостью V=30 л при температуре T=300 К и давлении p=5 МПа?

9.15 Определить количество вещества ν и концентрацию n молекул газа, содержащегося в колбе вместимостью V=240 см3 при температуре T=290 К и давлении p=50 кПа.

9.16 В колбе вместимостью V=100 см3 содержится некоторый газ при температуре T=300 К. На сколько понизится давление p газа в колбе, если вследствие утечки из колбы выйдет N=1020 молекул?

9.17 В колбе вместимостью V=240 см3 находится газ при температуре T=290 К и давлении p=50 кПа. Определить количество вещества ν газа и число N его молекул.

9.18 Давление p газа равно 1 мПа, концентрация n его молекул равна 1010 см-3. Определить: 1) температуру T газа; 2) среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул газа.

9.19 Определить среднюю кинетическую энергию поступательного движения и среднее значение полной кинетической энергии молекулы водяного пара при температуре T=600 К. Найти также кинетическую энергию W поступательного движения всех молекул пара, содержащего количество вещества ν=1 кмоль.

9.20 Определить среднее значение полной кинетической энергии одной молекулы гелия, кислорода и водяного пара при температуре Т=400 К.

9.21 Определить кинетическую энергию , приходящуюся в среднем на одну степень свободы молекулы азота, при температуре T=1 кК, а также среднюю кинетическую энергию поступательного движения, вращательного движения и среднее значение полной кинетической энергии молекулы.

9.22 Определить число N молекул ртути, содержащихся в воздухе объемом V=1 м3 в помещении, зараженном ртутью, при температуре t=20 °С, если давление p насыщенного пара ртути при этой температуре равно 0,13 Па.

9.23 Для получения высокого вакуума в стеклянном сосуде необходимо прогревать его при откачке с целью удалить адсорбированные газы. Определить, на сколько повысится давление в сферическом сосуде радиусом R=10 см, если все адсорбированные молекулы перейдут со стенок в сосуд. Слой молекул на стенках считать мономолекулярным, сечение σ одной молекулы равно 10-15 см2. Температура T, при которой производится откачка, равна 600 К.

9.24 Определить температуру T водорода, при которой средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул достаточна для их расщепления на атомы, если молярная энергия диссоциации водорода Wm=419 кДж/моль. Примечание. Молярной энергией диссоциации называется энергия, затрачиваемая на диссоциацию всех молекул газа количеством вещества ν=1 моль.

9.25 Найти среднюю квадратичную , среднюю арифметическую и наиболее вероятную vв скорости молекул водорода. Вычисления выполнить для трех значений температуры: 1) T=20 К; 2) T=300 К; 3) T=5 кК.

9.26 При какой температуре T средняя квадратичная скорость атомов гелия станет равной второй космической скорости v2=11,2 км/с?

9.27 При какой температуре T молекулы кислорода имеют такую же среднюю квадратичную скорость , как молекулы водорода при температуре T1=100 К?

9.28 Колба вместимостью V=4 л содержит некоторый газ массой m=0,6 г под давлением p=200 кПа. Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа.

9.29 Смесь гелия и аргона находится при температуре T=1,2 кК. Определить среднюю квадратичную скорость и среднюю кинетическую энергию атомов гелия и аргона.

9.30 Взвешенные в воздухе мельчайшие пылинки движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Определить среднюю квадратичную скорость пылинки массой m=10-10 г, если температура T воздуха равна 300 К.

9.31 Во сколько раз средняя квадратичная скорость молекул кислорода больше средней квадратичной скорости пылинки массой m=10-8 г, находящейся среди молекул кислорода?

9.32 Определить среднюю арифметическую скорость молекул газа, если их средняя квадратичная скорость =1 км/с.

9.33 Определить наиболее вероятную скорость vв молекул водорода при температуре T=400 К.