Молекулярна фізика і термодинаміка

3.2.1. Ідеальні гази

1. Визначити масу m сірчаного газу (SO₂), що займає об’єм V=0,020 м³ при температурі t=20°С і тиску P=100 кПа.

2. Визначити густину водяної пари при температурі t=15°C і тиску P=97,3 кПа.

3. В посудині створено вакуум при тиску P=1,33 × 10^–9 Па. Температура повітря t=15°C. Визначити масу повітря в об’ємі V=2 × 10^–3 м³. Молярна маса повітря m=0,029 кг/моль.

4. Визначити масу m повітря, що заповнює аудиторію висотою h=5 м, і площею підлоги S=200 м². Тиск повітря P=100 кПа, температура в приміщенні t=17°C. Молярна маса повітря m=0,029 кг/моль.

5. Деякий газ при температурі t=10°C і тиску P=200 кПа має густину r=0,34 кг/м³. Визначити молярну масу m газу.

6. 10 г азоту в закритій посудині об’ємом 0,004 м³ при температурі 20°C нагрівається до температури 40°C. Знайти тиск до і після нагрівання. Молярна маса азоту m=28 × 10^–3 кг/моль.

7. Скільки молекул знаходиться в 1 м³ посудини при температурі 283 К, якщо посудина відкачана до тиску 133 × 10^–14 Па.

8. Визначити кількість атомів, які містяться у краплі ртуті масою m=10^–3 кг. Молекулярна маса ртуті m=200 × 10³ кг/м³.

9. У скільки разів густина r₁ повітря, що заповнює приміщення взимку (Т₁=280 К) більша за його густину r₂ влітку (Т₂=310 К)? Тиск вважати постійним.

10. Визначити об’єм газу в циліндрі під поршнем після ізотермічної зміни тиску з Р₁=1,2 × 10⁵ Па до Р₂=1,5 × 10⁵ Па. Початковий об’єм V₁=0,5 м³.

11.* В балоні знаходиться маса m₁=10 кг газу при тиску Р₁=10 МПа. Яку масу газу Δm взяли з балона, якщо тиск став рівним Р₂=2,5 МПа? Температуру газу вважати сталою.

12.* Яка кількість молекул знаходиться в кімнаті об’ємом 160 м³ при температурі 17°C і тиску 750 мм.рт.ст.?

13.* Скільки накачувань треба зробити, щоб за допомогою насосу, який захоплює 20 см³ повітря, заповнити порожню камеру шини велосипеда настільки, щоб при навантаженні на колесо 300 Н його площа дотику з дорогою була 40 см²? Об’єм камери 1500 см³.

14.* 10 г газу займають об’єм 3 × 10^–3 м³ при температурі Т=280 К. Після нагрівання при постійному тиску його густина стала 0,6 кг/м³. До якої температури нагріли газ?

15.* Знайти молярну масу газу, вважаючи, що він складається з однієї частини кисню і чотирьох частин азоту (m₁: m₂=1:4).