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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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%.
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.
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%.