Расчетно-графическая работы. Определение количества вещества, атомов в заданном количестве ртути

Расчетно-графическая работа №2

Перед решением задач и их оформлением прочти внимательно эти рекомендации!

1. Сведения о  «нормальных условиях», приведены в следующих изданиях:

·  Физический энциклопедический словарь (см. в читальном зале)

·  Савельев И.В. Курс общей физики,т.1. М.: Наука, 1982, стр.275(§86. Уравнение состояния идеального газа)

2. Изобразить рисунок, соответствующий указанным состояниям рассматриваемой системы.

3. Изобразить процесс, процессы, циклы, которые рассматриваются в  решаемой задаче.

201^*. Определить количество вещества n и число N молекул кислорода  массой М = 0.16 кг. Какое число частиц необходимо добавить в систему, чтобы получить 7 молей вещества?

202. Сколько атомов содержится в  ртути:  1)  количеством  вещества  n  =0.2моль; 2) массой M = 1г?

203^*. Вода при  температуре  t = 4°C занимает  объем  2 см³.  Определить массу воды, количество вещества n и  число N молекул.

204. Плотность газа, состоящего из смеси гелия и аргона при давлении 1,5*10⁵ Па и температуре 27^оС, равна 2 кг/м³. Определить концентрацию гелия в этой смеси. (см. Иродов, Савельев №2.4) (Ответ 7*10¹⁸ 1/см³)

205^*. Определить молярную массу смеси газов в сосуде, если в нем находится 10¹⁵молекул кислорода и 4×10^-7 грамм аргона?

206^*. Определить концентрацию n молекул кислорода, находящегося  в  сосуде вместимостью V = 2 л. Количество вещества n кислорода равно 0,2 моль. В каком интервале температур давление этого газа будет в пределах 1-10 атм? Для данной концентрации молекул построить график зависимости p = f(T)  в интервале давлений 1- 10 атм.

207^*. Определить  массу М и количество  вещества  n  водорода,  заполняющего  сосуд объемом V = 3 л, если концентрация молекул газа в сосуде n = 2*10 м^-3. Какую массу кислорода при той же температуре, что и у водорода, следует добавить в этот сосуд, чтобы давление в нем увеличилось на порядок?

208^*. Кислород  массой  m = 10 г содержится в баллоне емкостью V = 3,8 л Определить плотность газа и концентрацию молекул. Построить зависимость давления газа от температуры для интервала значений t_min= 0^o C и t_max=100^o C.

209. Определить относительную молекулярную массу  m_r :  1)  воды;  2) углекислого газа; 3) поваренной соли.

210^*. Определить количество вещества n и число N молекул углекислого газа массой М = 0,2 кг.

211^*. В цилиндр длинной l =  1,6 м,  заполненный  азотом  при  нормальных условиях,  начали  медленной  вдвигать поршень площадью основания S = 200 см². Определить силу F, действующую на поршень,  если  его остановить на расстоянии l₁= 10 см от дна цилиндра. Построить графики зависимости концентрации молекул n = f(l) и плотности газа r = f(l).от расстояния до дна поршня.

212^*. Каково давление смеси газов в сосуде объемом 2,5 л, если в нем находится 10¹⁵ молекул кислорода, 4×10¹⁵ молекул азота и

3.3×10^-7 грамм аргона? Температура смеси Т=150°С.

213. Баллон вместимостью V = 20 л заполнен азотом при температуре Т= 400 К. Когда часть газа израсходовали, давление в баллоне понизилось  на  Dр = 200 кПа. Определить массу  M израсходованного газа. Процесс считать изотермическим.

214^*. В баллоне вместимостью V = 15 л находится аргон под  давлением  р₁=600 кПа и при температуре Т₁ = 300 К. Когда из баллона было взято некоторое количество газа, давление в баллоне понизилось до р₂ = 400 кПа, а температура установилась Т₂ = 260 К. Определить массу М аргона, взятого из баллона. Отобразить процесс перехода газа из одного состояния в другое в координатах p-v; p-T  и  v-T.

215. Два сосуда одинакового объема  содержат  кислород.  В одном сосуде давление р₁= 2 МПа и температура Т₁ = 800 К, в другом р₂= 2,5 МПа, Т₂= 200 К. Сосуды соединили трубкой и охладили находящийся в  них  кислород  до температуры Т = 200 К. Определить установившееся в сосудах давление р.

216^*. Вычислить плотность азота, находящегося в баллоне под давлением p =2 МПа и имеющего температуру t = 27⁰ C .

217. Определить относительную молекулярную массу m_r газа, если при температуре Т=154 К и давлении р =2,8 МПа  он  имеет  плотность   ρ = 6,1кг/м³.

218^*. Какой объем занимает моль идеального газа при давлении р = 0,3 МПа и температуре 100⁰С? По какому закону нужно менять температуру газа, чтобы при неизменном объеме давление в системе увеличивалось линейно. Построить указанный процесс в координатах p-T.

219^*. В сосуде вместимостью V = 40 л находится азот при температуре Т= 300 К. Когда часть газа выпустили из баллона давление в нем  понизилось  на  Dр = 100 кПа. Определить массу  М  выпущенного газа.  Процесс  считать изотермическим.

220^*. Определить плотность r и концентрацию n водяного пара, находящегося  в сосуде под давлением р = 150 кПа при температуре Т=250 К. Какую массу М кислорода нужно добавить в сосуд, чтобы давление в нем стало равным 200 кПа? Процесс изменения состояния считать изотермическим. (пока нет полного решения в этом условии).

221^*. Определить  внутреннюю  энергию  U  водорода,  а    также среднюю кинетическую энергию <w> молекулы этого газа при температуре  Т = 300 К, если количество вещества n = 1,5 моль.

222^*. Определить энергию W_к поступательного  движения  всех молекул газа, находящегося в сосуде вместимостью V = 3 л под давлением  р = 300 кПа. Для какого газа при таком же состоянии энергия вращательного движения молекул W_вр будет равна W_к.

223^*. Гелий массой М = 1,5 кг находится при температуре t=-160⁰C. Определить внутреннюю энергию этого газа. На сколько градусов нужно изменить температуру газа, чтобы энергия, приходящаяся на одну степень свободы молекулы возросла в 1,5 раза? (составил сам)

224^*. Молярная внутренняя энергия U_m некоторого двух атомного газа равна 6,0 кДж/моль. Определить среднюю кинетическую энергию <w_вр > вращательного движения одной молекулы этого газа, а также энергию, приходящуюся на одну степень свободы молекулы. Определить энергию поступательного движения молекул этого газа. Газ считать идеальным.

225^*. Определить среднюю кинетическую энергию <w> одной молекулы  водяного пара при температуре Т = 500 К. Под каким давлением находится пар, если его плотность r = 1кг/м³? (добавить