Практическая работа по теме: Решение задач на применение газовых законов

Цель: Научиться применять газовые законы при решении задач.

Практическая работа

Решение задач на применение газовых законов

Цель: Научиться применять газовые законы при решении задач.

Краткая теория

Состояние некоторой массы газообразного вещества характеризуют зависимыми друг от друга физические величины, называемые параметрами состояния. К ним относятся объём V, давление р, температура T.

Всякое изменение состояния тела (системы тел) называется термодинамическим процессом.

Для изучения и сравнения различных термодинамических процессов их изображают графически.

Изопроцессами называют термодинамические процессы, протекающие в системе с неизменной массой при постоянном значении одного из параметров состояния системы.

Процесс, протекающий в газе, при котором объём остаётся постоянным, называется изохорным.

Закон Шарля: давление газа данной массы при постоянном объёме возрастает линейно с увеличением температур

Процесс, протекающий в газе, при котором давление остаётся постоянным, называется изобарным.

Закон Гей-Люссака: объем газа данной массы при постоянном давлении возрастает линейно с увеличением температуры.

Процесс, протекающий в газе, при котором температура остаётся постоянным, называется изотермическим.

Закон Бойля-Мариотта: давление газа данной массы при постоянной температуре убывает с увеличением объема.

Для произвольной массы m газа с молярной массой M справедливо уравнение Менделеева-Клапейрона:

R=8,31 — молярная (универсальная) газовая постоянная.

В другом виде уравнение состояния идеального газа можно записать в виде:

где n= — концентрация газа, то есть число частиц в единице объёма газа,

NA – постоянная Авогадро,

k – постоянная Больцмана.

Закон Бойля-Мариотта: P1V1 = P2V2

Закон Гей-Люссака: V1/T1 = V2/T2

Закон Шарля: P1/T1 = P2/T2

Задания для практической работы

1. Воздух под поршнем насоса имел давление 10 5 Па и объем 200 см³. При каком давлении этот воздух займет объем 130 см³, если его температура не изменится?

2. Газ занимает объем 2 м³ при температуре 273ºС. Каков будет его объем при температуре 546 ºС и прежнем давлении?

3. 10 г кислорода находятся под давлением 0.303 МПа при температуре 10ºС. После нагревания при постоянном давлении кислород занял объем 10 л. Найти начальный объем и конечную температуру газа.

4. Газ находится в баллоне при температуре 288К и давлении 1.8 МПа. При какой температуре давление газа станет равным 1.55 МПа? Объем баллона считать неизменным.

5. В одном сосуде вместимостью V1 = 2 л давление газа р1 = 3.3·10 5 Па, а в другом вместимостью V2 = 6 л давление того же газа р2 = 6.6·10 5 Па. Какое давление р установится в сосудах, если их соединить между собой? Процесс считать изотермическим.

6. Газ находится в баллоне при температуре 250 К и давлении 8∙ Па. Определить давление газа в баллоне при температуре 350 К?

7. Газ находится в цилиндре с подвижным поршнем и при температуре 300 К занимает объем 250 см 3 . Какой объем (в см 3 ) займет газ, если температура понизится до 270 К? Давление постоянно.

8. В сосуде объемом 1,2 находится газ под давлением 4* Па. Какой объем будет занимать этот газ при давлении 2* Па? Температура газа постоянна.

9. Газ, занимающий объем 2,0 л, изобарно расширяется до 3,0 л, и температура газа становится равной 147 ºС. Какой была начальная температура газа?

10. Известно первоначальное состояние газа Т1=300К Р1=10 5 Па V1=4,2*10 -3 м 3

Затем газ нагрели до температуры 330К, давление при этом стало 2*10 5 Па. Найти объём во втором состоянии.

11. Каково будет давление (Р2) газа после сжатия в двигателе внутреннего сгорания, если вначале его параметры составляли Т1=47 0 С Р1=10 5 Па V1=1.8*10 -3 м 3 , а после Т2=367 0 С V1=0,3*10 -3 м 3 ?

1. Газ, имеющий объем 0,001 м³, изотермически расширился до объема 1.9·10‾³ м³. Под каким давлением находился газ, если после расширения оно стало 5,3·10 4 Па?

2. Во сколько раз увеличится давление газа в колбе электрической лампочки, если после ее включения температура газа повысилась от 15ºС до 300ºС?

3. Газ занимал объем 12.32 л. Его охладили при постоянном давлении на 45К, и его объем стал равен 10,52 л. Какова была первоначальная температура газа?

4. В сосуде вместимостью 4·10‾³ м³ находится газ массой 12 г, температура которого 177ºС. При какой температуре плотность этого газа будет равна 6·10‾6 кг/см³, если давление останется неизменным?

5. При температуре - 13ºС давление газа в закрытом сосуде было 260 кПа. Каким будет давление при температуре 37ºС?

6. В сосуде объемом 0,5 находится газ под давлением 400 кПа. Какой объем будет занимать этот газ при давлении 250 кПа? Температура газа постоянна.

7. Газ нагрет от 27°С до 477° С при постоянном давлении. В результате его объем увеличился на 5 л. Определить первоначальный объем газа.

8. Газ нагрет от 27°С до 277° С при постоянном давлении. В результате его объем увеличился на 3 л. Определить первоначальный объем газа.

9. Газ, занимающий объем 1,0 л, изобарно расширяется до 3,0 л, и температура газа становится равной 157 ºС. Какой была начальная температура газа?

10. Определите давление газа, занимавшего объем 0,25 л, если при давлении газа 0,95·10 5 Па его объем был равен 0,23 л. Процесс считайте изотермическим.

11. Газ объёмом 9,5*10 -3 м 3 при температуре 273К и давлении 10 5 Па изменяет температуру до 288К и объём его становится 5*10 -3 м 3 . Найти каким станет давление