Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Ćwiczeniaiproblemy
29
ROZDZIAŁ1Właściwościgazów
1AGazdoskonały
Zagadnienia
Z1A.1Wyjaśnij,wjakisposóbrównaniestanugazudoskonałegowynika
zpołączeniaprawBoyle’a,CharlesaiAvogadra.
Z1A.2Wyjaśnijterminnciśnieniecząstkowe”orazwytłumacz,dlaczego
prawoDaltonajestprawemgranicznym.
Ćwiczenia
C1A.1(a)Wyraź(i)108kPawtorachoraz(ii)0,975barwatmosferach.
C1A.1(b)Wyraź(i)22,5kPawatmosferachoraz(ii)770Trwpaskalach.
C1A.2(a)Czy131gksenonuwpojemnikuoobjętości1,0dm3może
wywieraćciśnienie20atmwtemp.250C,jeśliksenomzachowujesię
jakgazdoskonały?Jeślinie,tojakajestwartośćtegociśnienia?
C1A.2(b)Czy25gargonuwpojemnikuoobjętości1,5dm3może
wywieraćciśnienie2,0barwtemp.300C,jeśliargonzachowujesię
jakgazdoskonały?Jeślinie,tojakajestwartośćtegociśnienia?
C1A.3(a)Gazdoskonałyulegaizotermicznemusprężeniu,które
zmniejszajegoobjętośćo2,20dm3.Końcoweciśnienieiobjętość
gazuwynosząodpowiednio5,04bari4,65dm3.Obliczpoczątkowe
ciśnieniegazuwjednostkach(i)baroraz(ii)atm.
C1A.3(b)Gazdoskonałyulegaizotermicznemusprężeniu,które
zmniejszajegoobjętośćo1,80dm3.Końcoweciśnienieiobjętość
gazuwynosząodpowiednio1,97bari2,14dm3.Obliczpoczątkowe
ciśnieniegazuwjednostkach(i)bari(ii)Tr.
C1A.4(a)Oponasamochodowazostałanapompowanadociśnienia
24lbin-2(1,00atm=14,7lbin-2)wzimowydzień,gdytemperatura
wynosiła-50C.Jakieciśnieniebędziewniejpanowałowletnidzień
wtemp.350C,przyzałożeniuszczelnościistałościobjętościopony?
Jakiepraktyczneproblemynależywziąćpoduwagę?
C1A.4(b)Próbkawodoruznajdujesiępodciśnieniem125kPawtemp.
230C.Jakiegociśnieniapróbkinależysięspodziewaćwtemp.110C?
C1A.5(a)Próbka255mgneonuzajmuje3,00dm3wtemp.122K.Oblicz
ciśnienietegogazu,wykorzystującrównaniestanugazudoskonałego.
C1A.5(b)Właścicieldomuzużywanajegoogrzewanie4,00.103m3gazu
ziemnegorocznie.Załóż,żegazziemnyskładasiętylkozmetanuCH4,
któryzachowujesięjakgazdoskonaływwarunkach1,00atmitemp.
200C.Jakajestmasagazuzużywanegowciąguroku?
C1A.6(a)Gęstośćparsiarkiwynosi3,710kgm-3wtemp.5000Cipod
ciśnieniem93,2kPa.Jakijestwzórcząsteczkisiarkiwtychwarunkach?
C1A.6(b)Gęstośćparfosforuwynosi0,6388kgm-3wtemp.1000Cipod
ciśnieniem16,0kPa.Jakijestwzórcząsteczkifosforuwtychwarunkach?
C1A.7(a)Obliczmasęparywodnejobecnejwpokojuokubaturze400m3,
zawierającympowietrzeotemp.270Ciwzględnejwilgotności60%.
Wskazówka:względnawilgotnośćtopanująceciśnieniecząstkowe
parywodnejwyrażonejakoprocentprężnościnasyconejparywodnej
wtejsamejtemperaturze(wtymwypadku35,6mbar).
C1A.7(b)Obliczmasęparywodnejobecnejwpokojuokubaturze
250m3,zawierającympowietrzeotemp.230Ciwzględnejwilgotności
53%(wtymwypadku28,1mbar).
C1A.8(a)Mającdanągęstośćpowietrzarówną1,146kgm-3pod
ciśnieniem0,987barwtemp.270C,obliczułamekmolowyorazciśnienie
cząstkoweazotuitlenu,przyzałożeniu,że(i)powietrzeskładasiętylko
ztychdwóchgazów,(ii)powietrzezawiera1,0procentmolowyargonu.
C1A.8(b)Mieszaninagazówskładasięz320mgmetanu,175mgargonu
i225mgneonu.Ciśnieniecząstkoweneonuwtemp.300Kwynosi
8,87kPa.Oblicz(i)objętośćoraz(ii)ciśnieniecałkowitemieszaniny.
C1A.9(a)Gęstośćgazowegozwiązkuchemicznegowynosi1,23kgm-3
wtemp.330Kipodciśnieniem20kPa.Ilewynosimasamolowatego
związku?
C1A.9(b)250cm3gazuumieszczonowszklanympojemnikuwcelu
wyznaczeniajegomasymolowej.Wyznaczonociśnienierówne152Tr
wtemp.298K,apouwzględnieniuefektuwyporu,wyznaczonomasę
gazurówną33,5mg.Ilewynosimasamolowategogazu?
C1A.10(a)Gęstościpowietrzawtemp.-850C,00Ci1000Cwynoszą
odpowiednio1,877gdm-3,1,294gdm-3i0,946gdm−3.Wyznacz
wartośćtemperaturyzeraabsolutnegowstopniachCelsjuszana
podstawietychdanych,zakładając,żepowietrzespełniaprawoCharlesa.
C1A.10(b)Próbkapewnegogazumaobjętość20,00dm3wtemp.
00Cipodciśnieniem1,000atm.Wykresdanychdoświadczalnych,
przedstawiającyzależnośćjegoobjętościodtemperatury
θ
wyrażonej
wskaliCelsjuszapodstałymciśnieniem,jestliniąprostąonachyleniu
0,0741dm30C-1.Napodstawietychdanychwyznaczwartość
temperaturyzeraabsolutnegowstopniachCelsjusza.
C1A.11(a)Pojemnikoobjętości22,4dm3zawiera2,0molH
2i1,0molN
2
wtemp.273,15K.Oblicz(i)ułamkimolowekażdegozeskładników,
(ii)ichciśnieniacząstkoweoraz(iii)ciśnieniecałkowite.
C1A.11(b)Pojemnikoobjętości22,4dm3zawiera1,5molH
2i2,5molN
2
wtemp.273,15K.Oblicz(i)ułamkimolowekażdegozeskładników,
(ii)ichciśnieniacząstkoweoraz(iii)ciśnieniecałkowite.
Problemy
P1A.1ManometrskładasięzU-rurkizawierającejciecz.Jedenjejkoniec
jestpołączonyzprzyrządem,adrugiotwarty.Ciśnieniewewnątrz
przyrządu,p,jestwyznaczanezzależnościp=pzewn+
ρ
gh,przyczym
pzewnjestciśnieniemzewnętrznym,
ρ
-gęstościącieczy,g=9,806ms-2
jestprzyspieszeniemziemskim,ah-różnicąmiędzypoziomamicieczy
wramionachU-rurki(wielkość
ρ
ghjestciśnieniemhydrostatycznym
wywieranymprzezsłupcieczy).(i)Załóżmy,żeciecząjestrtęć,
ciśnieniezewnętrznewynosi760Tr,apoziomcieczywotwartym
końcururkijesto10,0cmwyżejniżwdrugimkońcupodłączonym
doprzyrządu.Jakiejestciśnieniewtymprzyrządzie?Gęstośćrtęci
wtemp.250Cwynosi13,55gcm-3.(ii)Próbującwyznaczyćdokładną
wartośćstałejgazowejR,studentogrzewałzbiornikoobjętości
20,000dm3,wypełniony1,485ghelu,dotemp.5000Cizmierzył
ciśnienie,którewyniosło183,2cmsłupawodywmanometrze
wtemp.250C.NapodstawietychdanychobliczwartośćR.
Gęstośćwodywtemp.250Cwynosi0,99707gcm-3.
