Естественные науки
Контрольные задачи по молекулярной физике прошу помощи
1) В боллоне умкостью 5л находится 2кг водорода и 1 кг кислорода. Определить давление смеси, если температура окружающей среды 7 градусов по цельсию. 2)Давление идеального газа 2МПа, концентрация молекул 2*10^3 см^-3. Определить среднюю кинетическую энергию поступательного движения одной молекулы и температуру газа 3)Вычислить среднюю длину свободного пробега молекул воздуха при давлении 1*10^5 Па и температуре 10 градусов целсия 4) При изобарном расширении водорода массой 20г его объем увеличивается в три раза. Определить изменение энтропии водорода при этом процессе. Буду рад любой помощи поскольку скоро контрольная заранее огромнейшее спасибо!!!
Не верьте Калинину. У него в обоих задачах грубые ошибки.
1 задача. Молярная масса кислорода не 0,016, а 0,032 кг/моль.
И задачу лучше решать по закону Дальтона. То есть давление смеси газов = сумме парциальных давлений каждого газа.
Давление каждого газа находим по уравнению Менделеева-Клапейрона, т. е.
p1 = m1RT/M1V
p2 = m2RT/M1V
p = p1 + p2 = RT(m1/M1 +m2/M2) / V
p = 8.31*280(2/0.002 + 1/0.032) / 0.005 = 480 MПа
1 задача. Молярная масса кислорода не 0,016, а 0,032 кг/моль.
И задачу лучше решать по закону Дальтона. То есть давление смеси газов = сумме парциальных давлений каждого газа.
Давление каждого газа находим по уравнению Менделеева-Клапейрона, т. е.
p1 = m1RT/M1V
p2 = m2RT/M1V
p = p1 + p2 = RT(m1/M1 +m2/M2) / V
p = 8.31*280(2/0.002 + 1/0.032) / 0.005 = 480 MПа
1)Из закона Менделеева-Клайперона,
2 кг водорода - 2/0,002 = 1000 моль; 1 кг кислорода - 1/0,016 = 62,5 моль;
Всего в баллоне 1062,5 моль газа (как известно, давление идеального газа не зависит напрямую от его природы) .
pV = vRT; v - "ню" - количество вещества. T = 273 + 7 = 280 K;
p = vRT/V = 1062,5 *8,31*280/0,005 Па = 494445 кПа
2)Давление и энергию выражаем из известных формул.
p = nkT;
Энергия поступательного движения молекул идеального газа всегда равна U = 3/2 vRT;
Для одной молекулы - u = U/N;
u = 3/2 * vRT/N; v = N/Na; где N - общее количество частиц; Na - число Авагадро;
u = (3/2*N/Na * RT) / N = (3/2 * N * (R/Na)) * T = 3/2 * NkT/N = 3/2 kT; u = 3/2*kT;
так как k = R/Na;
u/p = (3/2)/n = 3/2n;
u = 3p/2n = 1,5 * 2 * 10^6/(2 * 10^9) = 1,5 * 10^-3 Дж
T = p / kn = 2 * 10^6 / 1,38 * 2 * 10^ 9 = 1/1,38 * 10^-3 К = 0,725 * 10^-3 K
2 кг водорода - 2/0,002 = 1000 моль; 1 кг кислорода - 1/0,016 = 62,5 моль;
Всего в баллоне 1062,5 моль газа (как известно, давление идеального газа не зависит напрямую от его природы) .
pV = vRT; v - "ню" - количество вещества. T = 273 + 7 = 280 K;
p = vRT/V = 1062,5 *8,31*280/0,005 Па = 494445 кПа
2)Давление и энергию выражаем из известных формул.
p = nkT;
Энергия поступательного движения молекул идеального газа всегда равна U = 3/2 vRT;
Для одной молекулы - u = U/N;
u = 3/2 * vRT/N; v = N/Na; где N - общее количество частиц; Na - число Авагадро;
u = (3/2*N/Na * RT) / N = (3/2 * N * (R/Na)) * T = 3/2 * NkT/N = 3/2 kT; u = 3/2*kT;
так как k = R/Na;
u/p = (3/2)/n = 3/2n;
u = 3p/2n = 1,5 * 2 * 10^6/(2 * 10^9) = 1,5 * 10^-3 Дж
T = p / kn = 2 * 10^6 / 1,38 * 2 * 10^ 9 = 1/1,38 * 10^-3 К = 0,725 * 10^-3 K
Похожие вопросы
- Олимпиадная задача по физике. Молекулярная физика и термодинамика.
- Знатокам школьного курса молекулярной физики,
- Ученые утверждают,что ток это заряженные частицы- электроны.Таки что нам на это скажет молекулярная физика + + +
- Покидайте мне пожалуйста задачи по молекулярной биологии с решениями, желательно сложные. Заранее спасибо! :)
- Задача по молекулярной биологии
- Прошу помощи у людей, знающих физику. Объясните, пожалуйста, возникновение резонанса.
- Прошу помощи в одном простом вопросе. (Физика, Савельев, том 1)
- А разве законы физики не требуют объяснения? Стоит ли перед учеными задача объяснить законы физики?
- Физика! Прошу вас помогите! Вопрос жизни и смерти! Все кто хоть не много разбераеться в физике. 7 класс!!!!
- Грузовик и курицы. Задача на понимание физики. Отвечают те, кому это еще не надоело.