Физика и астрономия · 12 клас · урок 1 от 12

Физични свойства на газовете

Състоянието на газа се описва с три макроскопични параметъра: налягане, обем и температура. Те са свързани с уравнението на Клапейрон-Менделеев за идеален газ. Когато един параметър се поддържа постоянен, получаваме газовите закони: изотермен (закон на Бойл-Мариот), изобарен (закон на Гей-Люсак) и изохорен (закон на Шарл). Температурата в тези закони винаги е в келвини.

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Уравнение на състоянието: pV = nRT, R ≈ 8,31 J/(mol·K).
  • Изотермен процес (T = const): pV = const.
  • Изобарен процес (p = const): V/T = const.
  • Изохорен процес (V = const): p/T = const.
  • T(K) = t(°C) + 273; количество вещество n = m/M.

Пример

Газ в затворен съд е нагрят от 300 K до 450 K. Налягането му нараства 450/300 = 1,5 пъти.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Как се изменя налягането на газ в затворен твърд съд при нагряване?
    • Намалява
    • Не се изменя
    • Увеличава се
    • Става равно на атмосферното

    Отговор: Увеличава се

    При постоянен обем налягането е право пропорционално на абсолютната температура (закон на Шарл).

  2. Колко мола идеален газ има в съд с обем 24,9 L при налягане 1,0·105 Pa и температура 300 K? (R = 8,31 J/(mol·K))
    • ≈ 10 mol
    • ≈ 0,1 mol
    • ≈ 1 mol
    • ≈ 2 mol

    Отговор: ≈ 1 mol

    n = pV/(RT) = 105·0,0249/(8,31·300) ≈ 1 mol.

  3. Газ при 300 K заема 3 L. Какъв обем ще заема при 400 K и същото налягане?
    • 2,25 L
    • 4 L
    • 3 L
    • 12 L

    Отговор: 4 L

    При изобарен процес V/T = const: V = 3·400/300 = 4 L.

  4. Колко мола са 36 g вода? (M = 18 g/mol)
    • 0,5 mol
    • 18 mol
    • 36 mol
    • 2 mol

    Отговор: 2 mol

    ν = m/M = 36/18 = 2 mol.

  5. Газ при постоянна температура се свива от 6 L на 2 L. Как се изменя налягането му?
    • Намалява 3 пъти
    • Увеличава се 3 пъти
    • Не се изменя
    • Увеличава се 9 пъти

    Отговор: Увеличава се 3 пъти

    При T = const pV = const, обемът намалява 3 пъти и налягането нараства 3 пъти.

  6. Кой газов закон описва процес при постоянна температура?
    • Закон на Бойл-Мариот
    • Закон на Гей-Люсак
    • Закон на Шарл
    • Закон на Архимед

    Отговор: Закон на Бойл-Мариот

    При T = const е изпълнено pV = const, това е законът на Бойл-Мариот.

  7. На колко келвина отговаря температура 27 °C?
    • 246 K
    • 327 K
    • 273 K
    • 300 K

    Отговор: 300 K

    T = t + 273 = 27 + 273 = 300 K.

  8. Как се нарича процес, при който обемът на газа остава постоянен?
    • Изобарен
    • Изотермен
    • Изохорен
    • Адиабатен

    Отговор: Изохорен

    Изохорен процес: V = const, тогава p/T = const (закон на Шарл).

  9. Газ при постоянно налягане е нагрят от 27 °C до 127 °C. Колко пъти нараства обемът му?
    • ≈ 4,7 пъти
    • ≈ 1,33 пъти
    • 2 пъти
    • Не се изменя

    Отговор: ≈ 1,33 пъти

    V/T = const, температурите в келвини: V2/V1 = 400/300 ≈ 1,33.

  10. Кое е уравнението на състоянието на идеален газ (Клапейрон-Менделеев)?
    • pV = nRT
    • p = ρgh
    • pV = const
    • F = pS

    Отговор: pV = nRT

    Уравнението на Клапейрон-Менделеев свързва p, V и T: pV = nRT.

  11. Газ в съд с постоянен обем има налягане 1,4·105 Pa при 280 K. Какво е налягането му при 350 K?
    • 1,12·105 Pa
    • 2,1·105 Pa
    • 1,4·105 Pa
    • 1,75·105 Pa

    Отговор: 1,75·105 Pa

    p/T = const: p2 = 1,4·105·350/280 = 1,75·105 Pa.

  12. Каква маса кислород (M = 32 g/mol) има в балон с обем 8,31 L при налягане 3·105 Pa и температура 300 K? (R = 8,31 J/(mol·K))
    • 16 g
    • 64 g
    • 32 g
    • 96 g

    Отговор: 32 g

    n = pV/(RT) = 3·105·8,31·10−3/(8,31·300) = 1 mol, m = nM = 32 g.

  13. Газ се свива изотермно и налягането му нараства с 50%. С колко процента намалява обемът му?
    • 50%
    • ≈ 33%
    • 25%
    • ≈ 67%

    Отговор: ≈ 33%

    pV = const: V2 = V1/1,5 ≈ 0,67V1, т.е. обемът намалява с около 33%.

  14. Газ има обем 10 L при 300 K и 105 Pa. Какъв ще е обемът му при 600 K и 4·105 Pa?
    • 5 L
    • 20 L
    • 2,5 L
    • 80 L

    Отговор: 5 L

    pV/T = const: V2 = 10·(105/4·105)·(600/300) = 5 L.

  15. Газ в затворен твърд съд се затопля от 27 °C до 87 °C. С колко процента нараства налягането му?
    • ≈ 222%
    • 60%
    • 10%
    • 20%

    Отговор: 20%

    p/T = const: 360 K/300 K = 1,2, т.е. налягането нараства с 20%.