Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

фізика / архив / 1атест / Тема 1 / Заняття 18

.doc
Скачиваний:
14
Добавлен:
23.02.2016
Размер:
108.03 Кб
Скачать

3

Заняття 4

Засвоювання навичок рішення задач з теми

«Основи молекулярно-кінетичної теорії»

Ціль: перевірка та закріплення набутих знань з теми; вдосконалювання логіки та здатності пристосування набутих знань при рішенні задач

Ключові слова: тепловий, механічний, броунівський рух; основне рівняння МКТ; параметри стану ідеального газу; рівняння стану ідеального газу; ізопроцеси.

Теоретичні відомості

При рішенні задач з цієї теми використовуються основні формули:

Густина , одиниця вимірювання [] = кг/м3.

Атомна одиниця маси: 1 а.о.м. = 1,6610-27 кг.

Число Авогадро: NA = 6,022045(31)1023 моль-1

Кількість речовини  в масі m може бути визначено по формулі:

Маса речовини може бути визначена: m = Nmo = .

Кількість молекул речовини в масі m: N = NA.

Молярна маса:  =V = .

Молярна маса визначається за таблицею Менделєєва:  = Мr 10-3 кг/моль.

Концентрація молекул .

Тиск . Одиниця вимірювання [p] = Па = Н/м2.

Основне рівняння МКТ: .

Середня кінетична енергія поступального руху молекули . Тиск пов’язаний з середньою кінетичною енергією поступального руху рівнянням .

Стала Больцмана - k = 1,3810-23 .

.

Рівняння стану ідеального газу p = nkT.

Нормальні умови: р = 101325 Па = 1 атм = 760 мм рт.ст., Т = 293 К.

Добуток kNA = R універсальна (молярна) газова стала.

R = 8,31 .

Рівняння Менделєєва-Клапейрона: .

Для даного газу даної маси виконується рівняння Клапейрона (узагальнений газовий закон): .

Для ідеального (або розрідженого) газу певної маси виконуються газові закони:

1) ізотермічний,- закон Бойля –Маріотта.

2) ізобаричний , - закон Гей-Люсака.

3) ізохоричний , - закон Шарля.

Приклади рішення задач

Приклад 1. В сосуді знаходиться газ при тиску 0,15 МПа і температурі 273 оС. Яка кількість молекул знаходиться в одиниці об’єму посуду?

Рішення:

р = 1,5 10-5 Па Запишемо рівняння Менделєєва-Клапейрона

Т = 273 оС = 546 К , так як , то .

NA = 6,021023 моль-1 ,

R = 8,31

n = ? підставивши отримаємо n = 21025 м-3.

Відповідь: концентрація молекул n = 21025 м-3.

Приклад 2. Вирахувати середню кінетичну енергію молекул ідеального газу при температурі 27 оС.

Рішення

Т = 27 оС = 300 К Середня кінетична енергія молекул

k = 1,3810-23 Е = 3/21,3810-23 300 К = 6,210-21Дж

Е - ?

Відповідь: середня кінетична енергія молекул Е = 6,210-21Дж.

Приклад 3. При температурі 27 оС й тиску 105 Па об’єм повітряної кулі, що заповнена гелієм, дорівнює 500 м3. Яким буде об’єм цієї кулі при підйомі в верхні шари атмосфери, де її температура понизиться до –33 оС, а тиск оточуючого повітря стане рівним 5104 Па? Масу гелію вважати сталою.

Рішення.

р1 = 105 Па З рівняння стану ідеального газу

V1 = 500 м3 слідує, що при m = const виконується рівняння

р2 = 5104 Па , звідси .

Т1 = 300 К Перевіримо розмірність .

Т2 = 240 К Підставимо значення V2 = 800 м3.

m1 = m2 = m

V2 - ? Відповідь: об’єм кулі V2 = 800 м3.

Якісні задачі

  1. З яких видів енергії складається внутрішня енергія тіла?

  2. Чому при ізотермічному розширенні внутрішня енергія газу не змінюється?

  3. Як змінюється внутрішня енергія при ізобаричному процесі? При ізохоричному?

  4. Які молекули в атмосфері рухаються швидше: молекули оксигену чи азоту? Чому?

  5. Біля поверхні Землі пил довго втримується, а біля поверхні Місяця він швидко осідає. В чому причина такого явища?

Задачі для закріплення матеріалу

  1. Визначити температуру газу, якщо середня кінетична енергія поступального руху його молекул 1,610-19 Дж.

  2. Який тиск газу в сосуді, якщо в 1 см3 знаходиться 1016 молекул при температурі 0 оС?

  3. Газ займає об’єм 2 л при тиску 746 мм рт.ст. Визначити сумарну енергію поступального руху молекул газу.

  4. В колбі місткістю 100 см3 знаходиться деяка кількість молекул газу. Якщо внаслідок утіки вийде 1020 молекул, то, на скільки зміниться тиск у колбі при тій самій температурі 27 оС?

  5. Середня кінетична енергія поступального руху всіх молекул 2 г гелію дорівнює 8 Дж. Яка температура гелію?

  6. Колба місткістю 0,5 л заповнена газом при нормальних умовах. Скільки молекул газу знаходиться в колбі?

  7. При якій температурі молекули гелію мають таку саму середню швидкість як й молекули гідрогену при 27 оС?

  8. В сосуді знаходиться газ при тиску 700 мм рт.ст. і температурі 7 оС. Скільки молекул в 1 см3 газу?

Соседние файлы в папке Тема 1