Реальні гази

1. Обчислити сталі a і b Ван-дер-Ваальса для азоту, якщо критична температура Т_кр=126 К, а критичний тиск P_кр=33,5 × 10⁵ Па.

2. Обчислити критичні параметри кисню, якщо сталі Ван-Дер-Вальса для кисню a =1,3 × 10⁴ Н × м⁴/моль² та b =3,1 × 10^–5 м³/моль.

3. Яку температуру має 1 моль азоту, що займає об'єм
1,2 × 10^–3 м³ при тиску 2 × 10⁵ Па. Газ розглядати як реальний (a =0,135 Н × м⁴/моль², b =3,8 × 10^–5 м³/моль).

4. Визначити власний об’єм молекул азоту масою m=0,125 кг. Поправка b =3,8 × 10^–5 м³/моль.

5. Визначити тиск, обумовлений силами притягання молекул азоту. Поправка a =0,135 Н × м⁴/моль². Маса газу m=0,5 кг, об’єм газу V=2 × 10^–3 м³.

6. Знайти критичні параметри неону, якщо його сталі Ван-дер-Ваальса a =0,02 Н × м⁴/моль², b =4,26 × 10^–5 м³/моль.

7. Обчислити температуру кисню, якщо при тиску 2,8 × 10⁶ Па газ масою 8 г займає об’єм 200 см³. Газ вважати реальним.

(a =1,3 Н × м⁴/моль², b =3,1 × 10^–5 м³/моль).

8. Визначити тиск 1 моля СО₂, що займає об’єм 18 л при температурі 17ºС. Вважати газ реальним. Поправки a =0,364 Н × м⁴/моль² і b =4,26 × 10^–5 м³/моль.

9. В закритому балоні знаходиться 100 літрів вуглекислого газу кількістю 120 молів при тиску 2 × 10⁵ Па. Користуючись рівнянням Ван-дер-Ваальса, знайти, у скільки разів треба збільшити температуру газу, щоб тиск збільшився у 2 рази.

10. Обчислити тиск, обумовлений силами взаємодії молекул вуглекислого газу, якщо поправка a =0,364Н × м⁴/моль². Кількість речовини n=4моль.

11.* Для деякого газу поправка Ван-дер-Ваальса a =0,453 Н × м⁴/моль², а критична температура Т_кр=282,7 К. Визначити ефективний діаметр молекули газу.

12.* В балоні об’ємом 10 л знаходиться 1,8 кг вуглекислого газу при температурі 27ºС. Визначити тиск газу за рівнянням Ван-дер-Ваальса, якщо для вуглекислого газу a =0,303 Н × м⁴/моль² і b =4,3 × 10^–5 м³/моль.

13.* Визначити коефіцієнт дифузії для гелію при температурі 27ºС і тиску 1,5 × 10⁵ Па. Ефективний діаметр розрахувати, вважаючи відомими для гелію Т_кр=5,2 К, Р_кр=2,3 × 10⁵ Па.

14.* Об’єм азоту масою m=10 г збільшився від 10 л до 50 л. Визначити роботу, виконану газом при розширенні проти сил молекулярного притягання. Поправка a =0,135 Н × м⁴/моль².

15.* Визначити зміну внутрішньої енергії та зниження температури для 20 г азоту, що адіабатно розширюється у вакуум від об’єму V₁=1 м³ до V₂=2 м³. Вважати газ реальним. Поправки a =0,136 Н × м⁴/моль² і b =3,85 × 10^–5 м³/моль.