Feladatok gázokhoz. Elméleti kérdések

Átírás

1 Feladatok ázokhoz Elméleti kérdések 1. Ismertesd az ideális ázok modelljét! 2. Írd le az ideális ázok tulajdonsáait! 3. Mit nevezünk normálállapotnak? 4. Milyen tapasztalati tényeket használhatunk a hımérséklet mérésére? 5. Mitıl fü és mibıl származik az ideális áz nyomása? 6. Hoyan valósítható me az izoterm állapotváltozás? 7. Hoyan valósítható me az izochor állapotváltozás? 8. Hoyan valósítható me az izobár állapotváltozás? 9. Írd le a Boyle-Mariotte törvényt! 10. Írd le Gay-Lussac I. törvényét! 11. Írd le Gay-Lussac II. törvényét! 12. Mit mond ki a termodinamika I. fıtétele? 13. Mit mond ki az ekvipatíció tétele? 14. Mit mutat me az állandó térfoaton mért fajhı? 15. Mit mutat me az állandó nyomáson mért molhı? 16. Mit értünk állandó térfoaton mért mólhın? 17. Mit értünk irreverzibilis folyamaton? Írj példákat is! Írd le a termodinamika II. fıtételét! 18. Írd le a termodinamika III. fıtételét mindkét mefoalmazásban! Alapfeladatok 19. Hány mol normálállapotú Ar áz van 56,05 dm 3 térfoatban? Hány darab részecskét jelent ez? Mekkora a tömee? (Az Ar moláris tömee 40 ) mol 20. Hány mol normálállapotú Ne áz van 67,23 dm 3 térfoatban? Mekkora a tömee? (A Ne moláris tömee 20 ) mol 21. Ey tartályban 20 normálállapotú He áz van. Hány mol az anyamennyisée és mekkora a térfoata? (A Ne moláris tömee 4 ) mol Állapoteyenlet (több késıbbi feladatban is elıfordul) 22. Ey tartályban 196 N 2 áz van. Nyomása Pa, térfoata 80 dm 3. Mekkora a hımérséklete? (Az atomos nitroén moláris tömee 14 ) mol

2 Boyle-Mariotte törvény 23. Ey tartályban 160 normálállapotú O 2 áz van. Hány mol ázról van szó és mekkora a térfoata? Mekkora lesz a nyomása, ha térfoatát állandó hımérsékleten 201,7 dm 3 -re növeljük? 24. Ey tartályban 10 mol normálállapotú O 2 áz van. Mekkora lesz a nyomása, ha térfoatát állandó hımérsékleten 50 dm 3 -rıl 80 dm 3 -re csökkentjük? 25. Ey ideális áz nyomását állandó hımérsékleten kétszeresére növeljük, íy térfoata 120 dm 3 lesz. Mennyi volt az eredeti térfoata? 26. Ey tartályban 140 normálállapotú N 2 áz van. Mekkora a térfoata? Mekkora lesz a nyomása, ha térfoatát állandó hımérsékleten 280,13 dm 3 -re növeljük? 27. Ey tartályban 10 mol normálállapotú N 2 áz van. Mekkora lesz a nyomása, ha térfoatát állandó hımérsékleten 74,7 dm 3 -re csökkentjük? Gay-Lussac I. törvénye 28. Ey ideális áz hımérsékletét állandó nyomáson 20 C-ról 80 C-ra növeljük, miközben térfoata 120 dm 3 -re nı. Mekkora volt az eredeti térfoata? 29. Ey ideális áz hımérséklete 20%-kal csökken állandó nyomáson, miközben térfoata 80 dm 3 -re csökken. Mekkora volt az eredeti térfoata? 30. Ey tartályban 5 mol normálállapotú N 2 áz van. Mekkora lesz a térfoata, ha hımérsékletét állandó nyomáson 300 C-ra növeljük? 31. Ey tartályban 160 normálállapotú O 2 áz van. Mekkora lesz a hımérséklete, ha térfoatát állandó nyomáson 201,7 dm 3 -re növeljük? 32. Ey súrlódásmentes duattyúval ellátott tartályban hidroén van. Térfoata 50 dm 3, tömee 24. A külsı nyomás a lényomással azonos. a) Mekkora a hımérséklete? b) Mekkora lesz a hımérséklete, ha térfoatát150 dm 3 -rel menöveljük? 33. Ey lombik térfoata 1,5 dm 3. Hány cm leveı távozik belıle, ha hımérsékletét 20 ºC-ról 50 Cº-ra növeljük?

3 Gay-Lussac II. törvénye 34. Ey merev falú áztartályban a hımérséklet 2 részére csökken, miközben a nyomás Pa-ra csökken. Mekkora volt a áz eredeti nyomása? 35. Ey 40 dm 3 -es merev falú tartályban 57,7 oxién van 127 C hımérsékleten. a) Mekkora a áz nyomása? b) Mekkora lesz a nyomása, ha a hımérsékletet állandó értéken tartva kienedjük a áz 20%-át? 36. Ey bicikli kerekében 0 ºC-on 250 kpa a túlnyomás. Mekkora a túlnyomás 45 ºC-on? ,5 10 Pa nyomású, 60 dm 3 térfoatú He áz hımérséklete a 103 C. a) Mekkora a áz tömee? b) Mekkora lesz a hımérséklete, ha nyomását állandó térfoaton változtatjuk? 5 1,5 10 Pa-ra Eyesített áztörvény 1. Döntsd el, hoy az alábbi állítások közül melyek iazak és melyek hamisak! a) Ha ey áz térfoatát állandó hımérsékleten a néyszeresére növeljük, akkor nyomása is a néyszeresére nı b) Ha ey áz térfoatát állandó hımérsékleten a kétszeresére növeljük, akkor nyomása a felére csökken c) Ha ey áz hımérsékletét állandó nyomás esetén háromszorosára növeljük, akkor térfoata a harmadrészére csökken d) Ha ey áz hımérsékletét állandó nyomás esetén másfélszeresére növeljük, akkor térfoata is másfélszeresére nı e) Ha ey áz hımérsékletét állandó térfoat esetén kétszeresére növeljük, akkor nyomása a felére csökken f) Ha ey áz hımérsékletét állandó térfoat esetén a harmadára csökkentjük, akkor nyomása is a harmadára csökken ) Ha ey áz részecskéinek felét állandó térfoat és hımérséklet mellett kienedjük a tartályból, akkor nyomása is a felére csökken h) Ha ey áz részecskéinek felét állandó nyomás és térfoat mellett kienedjük a tartályból, akkor hımérséklete is a felére csökken i) Ha ey áz részecskéinek felét állandó nyomás és hımérséklet mellett kienedjük a tartályból, akkor térfoata is a felére csökken 38. Ey ideális áz nyomását másfélszeresére növeljük, közben kienedjük a részecskék felét, íy térfoata 60 dm 3 -rel csökken állandó hımérséklet mellett. Mekkora volt a áz eredeti térfoata?

4 39. Ey ideális áz térfoatát 1,2-szeresére növeljük, miközben hımérséklete 40%-kal, nyomása pedi 1, Pa-lal csökken (a áz mennyisée változatlan marad). Mekkora volt eredetile a áz nyomása? 40. Ey áz nyomása 40%-kal csökken, miközben térfoata 40 dm 3 -rel, hımérséklete pedi háromszorosára menı (a részecskék száma változatlan marad). Mekkora volt a áz eredeti térfoata? 41. Ey merev falú tartályban normálállapotú O 2 van, melynek tömee 256. Mekkora a áz térfoata? Mekkora lesz a hımérséklete, ha kienedjük a részecskék 60%-át és eközben nyomását Pa-lal menöveljük? (Az atomos oxién áz moláris tömee 16 ). mol 42. Ey merev falú tartályban 6 dm 3 27 C hımérséklető nitroén van, melynek tömee 10,1. Mekkora a áz nyomása? Mekkora lesz a hımérséklete, ha kienedjük a részecskék 60%- át és eközben nyomását Pa-lal menöveljük? (Az atomos nitroén áz moláris tömee 14 ). mol 43. Hány C a hımérséklete a Pa nyomású, 50 dm 3 térfoatú és 140 tömeő nitroén áznak? Mekkora lesz a térfoata, ha állandó nyomáson kienedjük a áz 40 %-át és eközben a hımérsékletét 50 C-kal növeljük? (Az atomos nitroén áz moláris tömee 14 ). mol 44. Ey súrlódásmentes duattyúval ellátott tartályban hidroén van. Térfoata 50 dm 3, tömee 24. a) Mekkora a hımérséklete? b) Mekkora lesz a térfoata, ha állandó hımérsékleten kienedjük a áz felét? 45. Ey 30 dm 3 5 -es merev falú tartályban (V = áll.) 48 oxién van1,5 10 Pa. a) Mekkora a áz hımérséklete? b) Mekkora lesz a nyomása, ha a hımérsékletet 227 C - ra emelve kienedjük a áz 30%-át? 46. Ey súrlódásmentesen elmozdítható duattyúval elzárt tartályban 24 hidroén van. Térfoata 50 dm 3. (A külsı nyomás a lényomással eyenlı.) a) Mekkora a áz hımérséklete? b) Mekkora lesz a hımérséklete, ha kienedjük a áz felét és közben térfoata a 2 3 részére csökken? 47. Ey merev falú tartályban 10 dm C-os He van, melynek tömee 20. a) Mekkora a áz nyomása?

5 b) Mekkora lesz a hımérséklete, ha nyomása az 1,5-szeresére nı, miközben kienedjük a áz neyedét? 48. Ey merev falú tartályban 6 dm 3 300K hımérséklető nitroén van, melynek tömee 10,1. a) Mekkora a áz nyomása? b) Mekkora lesz a hımérséklete, ha kienedjük a részecskék 60%-át és eközben nyomását Pa-lal menöveljük? 49. Ey 40 dm 3 -es merev falú tartályban 57,7 oxién van 127 C hımérsékleten. a) Mekkora a áz nyomása? b) Mekkora lesz a nyomása, ha a hımérsékletet állandó értéken tartva kienedjük a áz 20%-át? 50. Ey súrlódásmentesen mozó duattyúval elzárt tartályban 30,8 250K hımérséklető oxién van. A külsı nyomás a lényomással eyenlı. a) Mekkora a áz térfoata? b) Mekkora lesz a áz hımérséklete, ha térfoatát az 5 -szorosára növeljük, miközben 3 kienedjük a áz 1 3 részét? 51. Ey 20 dm 3 -es merev falú tartályban 30,8 oxién van Pa nyomáson. a) Mekkora a áz hımérséklete? b) Mekkora lesz a nyomása, ha a hımérsékletet állandó értéken tartva kienedjük a áz 20%-át? 52. Ey 30 dm 3 5 -es merev falú tartályban (V = áll.) 48 oxién van1,5 10 Pa. a) Mekkora a áz hımérséklete? b) Mekkora lesz a nyomása, ha a hımérsékletet 227 C - ra emelve kienedjük a áz 30%-át? I. fıtétel 53. Karikázd be az alábbi állítások közül azokat, amelyek izobár állapotváltozás esetén iazak! a) Érvényes Gay-Lussac I. törvénye b) A ázzal közölt hı eésze munkavézésre fordítódik c) A mólhı csak az anyai minısétıl és a ázmolekulák atomszámától fü d) A kétatomos ázzal közölt 7 eysé hıbıl 2 eysé a belsı eneriát növeli e) A áz összenyomása esetén lecsökken a hımérséklete

6 54. Karikázd be az alábbi állítások közül azokat, amelyek izobár állapotváltozás esetén iazak! a) Érvényes Gay-Lussac II. törvénye b) A ázzal közölt hı eyenlı a belsı eneria-változással c) Az eyatomos ázzal közölt 5 eysé hıbıl 3 munka vézésre fordítódik d) A áz táulása esetén a hımérséklete emelkedik e) A áz összenyomása esetén a áz hıt ad le a környezetének 55. Karikázd be az alábbi állítások közül az iazakat! a) Minél nayobb ey áz hıkapacitása, annál több hıt kell közölni vele, hoy 1 fokkal nıjön a hımérséklete b) Izobár állapotváltozás esetén az eyatomos ázzal közölt hı 60%-a munkavézésre fordítódik c) Izochor állapotváltozás esetén a nyomás és a térfoat fordítottan arányos d) Adiabatikus állapotváltozás során nincs munkavézés e) Izoterm állapotváltozás esetén nem változik a áz belsı eneriája 56. Karikázd be az alábbi állítások közül az iazakat! a) Minél nayobb ey áz fajhıje, annál kevesebb hıt kell közölni vele, hoy 1 fokkal nıjön a hımérséklete b) Izobár állapotváltozás esetén az eyatomos ázzal közölt hı 40%-a munkavézésre fordítódik c) Izoterm állapotváltozás esetén a nyomás és a térfoat fordítottan arányos d) Adiabatikus állapotváltozás során nem változik a áz belsı eneriája e) Izoterm állapotváltozás esetén nincs hıközlés 57. Karikázd be az alábbi állítások közül az iazakat! a) Az izobár mólhı csak attól fü, hoy hány atomos a áz b) Izochor állapotváltozás esetén a ázzal közölt hıbıl 2 eysé munkavézésre fordítódik c) Az izochor mólhı nayobb az izobár mólhınél d) Adiabatikus állapotváltozás során nincs munkavézés e) Izoterm állapotváltozás esetén nem változik a áz belsı eneriája 58. Döntsd el, hoy az alábbi állítások közül melyek iazak és melyek hamisak! j) Ha ey áz hımérsékletét 100 º C-ról 300 º C-ra növeljük, akkor eneriája a háromszorosára nı k) Ha ey áz hımérsékletét 546 º C-ról 273 º C-ra csökkentjük, akkor eneriája a felére csökken l) Ha ey áz hımérsékletét 273 K-rıl 273 º C-ra növeljük, akkor eneriája a kétszeresére nı m) Az ideális áz belsı eneriája csak a hımérsékletétıl fü, a áz mennyiséétıl nem n) Ha állandó hımérsékleten kienedjük a áz részecskéinek felét, eneriája változatlan marad

7 o) Ha kienedjük a áz részecskéinek felét, és hımérsékletét a kétszeresére növeljük, akkor eneriája változatlan marad p) Állandó térfoaton vébemenı állapotváltozás során a áz belsı eneriája annyival nı, amennyi munkát vézünk a ázon q) Állandó térfoaton vébemenı állapotváltozás során a áz a vele közölt hı eészét munkavézésre fordítja r) Állandó térfoaton vébemenı állapotváltozás során a áz a vele közölt hı eészét belsı eneriájának növelésére fordítja s) Állandó térfoaton vébemenı állapotváltozás során a áz a vele közölt hı ey részét belsı eneriájának növelésére fordítja, másik részét pedi munkavézésre Izochor (a ázok fajhıje a feladatok után található a táblázatban) dm 3 térfoatú N 2 áz hımérséklete 327 C és nyomása 10 5 Pa. a) Hány mol áz vesz részt a folyamatban? b) Mekkora a tömee? c) Mekkora lesz a áz hımérséklete, ha a áz nyomását állandó térfoaton az ötszörösére növeljük? d) Mennyivel változott me a belsı eneriája? e) Mennyi hıt közöltünk a ázzal? f) Mekkora a munkavézés? He ázzal 22,44 kj hıt közlünk állandó 60 dm 3 térfoat mellett. A áz hımérséklete eredetile 180 K volt. a) Mennyivel változik me a hımérséklete? b) Mennyi lesz a hımérséklete? c) Mekkora lesz a áz nyomása? d) Mennyivel változik a belsı eneriája? e) Mennyi munkát véez a áz? ,5 10 Pa nyomású, 60 dm 3 térfoatú He áz hımérséklete a 103 C. a) Hány mol áz vesz részt a folyamatban? b) Mekkora a áz tömee? c) Mekkora lesz a hımérséklete, ha nyomását állandó térfoaton változtatjuk? d) Mekkora a belsı eneriaváltozása? e) Mennyi hıt közöltünk a ázzal? f) Mekkora a munkavézés? 5 1,5 10 Pa-ra 62. Izochor állapotváltozás során 64 O 2 ázzal 20,78 kj hıt közlünk. A áz nyomása 10 5 Pa, hımérséklete pedi -123 C. a) Mennyivel változik a hımérséklete? b) Mennyi lesz a hımérséklete? c) Mekkora a térfoata? d) Mennyi a belsı eneria változása?

8 e) Mekkora a munkavézés? Izobár H 2 ázt állandó 2, Pa nyomáson meleítünk. Ennek következtében a áz 41,6 kj munkát véez. Eredeti térfoata 240 dm 3 volt. a) Mekkora volt az eredeti hımérséklete? b) Mekkora a hımérsékletváltozása? c) Mekkora lett a hımérséklete? d) Mekkora lett a térfoata? e) Mennyivel változott a belsı eneriája? f) Mennyi hıt közöltünk a ázzal? 64. Ey súrlódásmentesen mozó duattyúval ellátott tartályban 83 dm 3, 0,2 k aron van. Hımérséklete 127 C. A ázzal állandó nyomáson 70 kj hıt közlünk. (Moláris tömee 40 /mol) a) Mekkora a áz nyomása? b) Mennyivel változik a hımérséklete? c) Mennyi lesz a hımérséklete? d) Mekkora lesz a térfoata? e) Mekkora a munkavézés? f) Mennyivel nı a belsı eneriája? 65. Ey súrlódásmentesen mozó duattyúval ellátott tartályban 126 N 2 áz van. Nyomása 1, Pa, térfoata az A állapotban 60 dm 3. A ázzal állandó nyomáson 15 kj hıt közlünk. Számold ki a következı mennyiséeket: n, T, T A, T B, V B, Q, W,! 66. 0,64 k oxiénnel 700 J hıt közlünk állandó nyomáson. a) Mennyivel nı a belsı eneriája? b) Mekkora a munkavézés? c) Mekkora a mólhıje? d) Mennyivel változott me a hımérséklete? 67. Állandó nyomás mellett 10 mol kétatomos áz térfoatát 40%-kal csökkentjük, miközben hımérséklete 500 C-kal lesz kisebb. A nyomás 10 5 Pa. a) Mekkora volt az eredeti hımérséklete? b) Mekkora a munkavézés? c) Mennyi a környezetnek leadott hı? d) Mennyi lett a térfoata? 68. Állandó nyomás mellett 5 mol kétatomos áz hımérsékletét 20%-kal menöveljük, miközben térfoata 20 dm 3 -rel nayobb lesz. A nyomás 10 5 Pa. a) Mekkora volt az eredeti térfoata? b) Mekkora a munkavézés?

9 c) Mennyivel változott a áz hımérséklete? d) Mennyi hıt vett fel a áz? Ne áz belsı eneriáját 7,5 kj-lal menöveljük állandó 2, Pa nyomáson. Kezdeti térfoata 50 dm 3. a) Mekkora a kezdeti hımérséklete? b) Mennyivel változott a hımérséklete? c) Mekkora lett a térfoata? d) Mennyi hıt közöltünk a ázzal? e) Mennyi munkát vézett a áz? héliummal 35 kj hıt közlünk Pa állandó nyomáson. a) Mennyivel változik me a hımérséklete? b) Mennyi a munkavézés? c) Mennyivel változott me a áz térfoata? d) Mekkora a áz fajhıje? 71. Állandó nyomás mellett 10 mol N 2 áz térfoatát 40%-kal csökkentjük, miközben hımérséklete 500 C-kal lesz kisebb. A nyomás 10 5 Pa. a) Mekkora volt az eredeti hımérséklete? b) Mekkora a munkavézés? c) Mennyi a környezetnek leadott hı? d) Mennyi lett a térfoata? 72. Állandó nyomás mellett 5 mol O 2 áz hımérsékletét 20%-kal menöveljük, miközben térfoata 20 dm 3 -rel nayobb lesz. A nyomás 10 5 Pa. a) Mekkora volt az eredeti térfoata? b) Mekkora a munkavézés? c) Mennyivel változott a áz hımérséklete? d) Mennyi hıt vett fel a áz? oxién súrlódásmentes duattyúval elzárt tartályban van. Hımérséklete -32 C. a) Mekkora a térfoata? b) Mekkora lesz a hımérséklete, ha térfoatát állandó nyomás mellett 200 dm 3 -re növeljük? c) Mekkora a munkavézés eközben? d) Mennyi hıt közöltünk a ázzal? e) Mennyivel változott me a belsı eneriája?

10 Gáz neve Izochor fajhı (J/kK) Izobár fajhı (J/kK) Aron Hélium Hidroén Neon Nitroén Oxién