Консультация # 196631: Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос: Оцените во сколько раз среднее расстояние между молекулами газа при н. у. (p = 10 в 5 степени Па, T =273 К) больше размера (диаметра) самих молекул. Диаметр молекул принять равным d = 3*10 в минус 10 степени м. ...Консультация #
196632: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: При изохорном увеличении температуры двухатомного газа в 4 раза его давление возросло в 6 раз. Определите степень диссоциации (отношение числа продиссоциированных (распавшихся) молекул к начальному числу молекул) в данном процессе. ...Консультация # 196625: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопрос
е: На сколько возрастёт мощность дыхания лошади при беге, если объём дыхательного воздуха при этом возрастёт от 5 л в покое до 12 л при беге, а частота дыхания соответственно увеличивается от 8 до 12 раз в минуту? Плевральное давление считать постоянным и равным 35 мм. рт. ст. ...Консультация # 196636: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: Шина автомобиля накачана воздухом
до давления 2 2, атм. Определите массу воздуха в шине объёмом V =12 л, если его температура равна t = 27 C....Консультация # 196637: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: Вечером при температуре 25 C относительная влажность воздуха была 60%. Ночью температура понизилась до 10 C и выпала роса. Какая масса водяного пара сконденсировалось из возд
уха объёмом V =1м3 ? Необходимые данные взять из таблиц....Консультация # 196638: Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: Оцените, какое количество воздушных шариков наполненных гелием потребуется, чтобы поднять человека, масса которого со снаряжением 70 кг? Атмосферное давление 10 в 5 степени Па, температура воздуха +17 C, объём шарика 50 л....
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:
Оцените во сколько раз среднее расстояние между молекулами газа при н. у. (p = 10 в 5 степени Па, T =273 К) больше размера (диаметра) самих молекул. Диаметр молекул принять равным d = 3*10 в минус 10 степени м.
Определить: l/d -- отношение среднего расстояния l между молекулами к диаметру молекулы при нормальных условиях (давление p=101325 Па, абсолютная температура T=273,16 К -- уточнено, согласно [1, с. 349]).
Решение
Согласно [2, с. 446 -- 447], в одном моль идеального газа содержится NA≈6,022*1023 молекул, а объём одного моль идеального газа при нормальных условиях
занимает объём V≈22,41*10-3 м3. Стало быть, на одну молекулу идеального газа приходится объём
Предположим, что этот объём сосредоточен в кубе со стороной a=3√(Vм)=3√(3,72*10-26)≈3,34*10-9 (м). Предположим также, что среднее рас
стояние l между молекулами газа равно длине стороны этого куба, то есть l=a; тогда
l/d=a/d=(3,34*10-9)/(3*10-10)≈11,1.
Ответ: приблизительно 11,1.
Литература 1. Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. -- м.: Наука, 1988. -- 432 с. 2. Элементарный учебник физики. В 3 т. Т. 1. / Под ред. Г. С. Ландсберга. -- М.: "ШРАЙК", "В. РОДЖЕР", 1995. -- 608 с.
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
При изохорном увеличении температуры двухатомного газа в 4 раза его давление возросло в 6 раз. Определите степень диссоциации (отношение числа продиссоциированных (распавшихся) молекул к начальному числу молекул) в данном процессе.
Дано: p1, T1, V -- параметры двухатомного газа в начальном состоянии; p2=6p1, T2=4T1, V -- параметры смеси двухатомного и одноатомного газов в конечном состоянии.
Определить: α -- степень диссоциации газа в конечном состоянии.
Решение
Обозначим x -- количество вещества двухатомного газа в начальном состоянии, y -- количество вещества двухатомного газа в конечном состоянии,
z -- количество вещества одноатомного газа в конечном состоянии. Тогда
x=y+z/2,
или
2x=2y+z. (1)
Из уравнения Клапейрона -- Менделеева [1, с. 143] получим
p1V=xRT1, (2)
p2V=(y+z)RT2,
или
6p1V=4(y+z)RT1, (3)
где R -- универсальная газовая постоянная. П
осле деления уравнения (3) на уравнение (2) получим
6=4(y+z)/x,
6x=4(y+z),
или
3x=2y+2z. (4)
Вычитая из уравнения (4) уравнение (1), получим
x=z.
Тогда искомая степень диссоциации газа составляет
α=(1/2)z/x=(1/2)x/x=1/2.
Ответ: 1/2.
Литература 1. Аксенович Л. А., Ракина Н. Н., Фарино К. С. Физика в средней школе. -- Минск: Адукацыя i
выхаванне, 2004. -- 720 с.
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: На сколько возрастёт мощность дыхания лошади при беге, если объём дыхательного воздуха при этом возрастёт от 5 л в покое до 12 л при беге, а частота дыхания соответственно увеличивается от 8 до 12 раз в минуту? Плевральное давление считать постоянным и равным 35 мм. рт. ст.
При вдыхании/выдыхании воздуха объёмом V и плевральном давлении p совершаемую за один дыхательный акт (вдох или выдох) работу можно примерно считать равной
При частоте дыхания в минуту n мощность дыхания будет равна
В данном случае p = 35 мм.рт.ст, что с учётом 1 мм.рт.ст = 133.3 Па составит p = 35·133.3 ≈
4667 Па, V1 = 5 л = 0.005 м3, n1 = 8, V2 = 12 л = 0.012 м3, n2 = 12. Тогда
(в Дж/мин), то есть мощность возрастёт в 3.6 раза или на 971 Дж/мин. Если считать в ваттах, то с учётом 1 Вт = 60 Дж/мин имеем P1 = 6.2 Вт, P2 =
22.4 Вт и прирост мощности составит 16.2 Вт.
Дано: V=12 л -- объём воздуха в шине автомобиля; t=27 ºC -- температура воздуха в шине автомобиля; pи=2,2 атм -- избыточное давление воздуха в шине автомобиля -- то, что задано именно избыточное давление, следует из этого:
Повседневные измерения
давления, например, что касается давления воздуха в шине, обычно делаются относительно давления атмосферного воздуха.
Определить: m -- массу воздуха в шине автомобиля.
Решение
Сначала переведём заданные величины объёма, температуры и избыточного давления воздуха в СИ. Поскольку 1 л=1 дм3=1*10-3 м3 [2], 1 ат
м≈1,0133*105 Па [3], постольку V=12*10-3 м3, pи=2,2*1,0133*105≈2,23*105 (Па). Полное давление p воздуха в шине автомобиля равно сумме его избыточного давления pи и атмосферного давления: p=pи+p0=2,23*105+1,0133*105≈3,34*105 (Па) [4, с. 343 -- 347]. Абсолютная
температура воздуха в шине автомобиля составляет T≈t+273=27+273=300 (К) [5, с. 133].
Будем считать воздух идеальным газом. Примем его молярную массу равной M=29*10-3 кг/моль [6, с. 18] (молярная масса вещества, выраженная в граммах на моль, имеет то же численное значение, что и его относительная молекулярная масса [7, с. 24]). Примем также, что R≈8,31 Дж/(моль*К) -- универсальная газовая постоянная [6, с. 34]. Тогда в соответствии с уравнением Кла
пейрона -- Менделеева [4, с. 147] получим
pV=mRT/(M),
m=pVM/(RT)=3,34*105*12*10-3*29*10-3/(8,31*300)≈4,66*10-2 (кг)=46,6 г.
Ответ: 46,6 г.
Источники информации 1. Интернет-ресурс http://prompribor.com.ua/ru/pages/924/ 2. Интернет-ресурс http://faqo.ru/edinitscy-izmereniya/obem/litr.html 3. Интернет-ресурс http://faqo.ru/edinitscy-izmereniya/davlenie/ 4. Элементарный учебник физики. В 3 т. Т. 1. / Под ред. Г. С. Ландсберга. -- М.: "ШРАЙК", "В. РОДЖЕР". -- М.: 1995. -- 608 с. 5. Аксенович Л. А., Ракина Н. Н., Фарино К.
С. Физика в средн
ей школе. -- Минск: Адукацыя i выхаванне, 2004. -- 720 с. 6. Справочник по общей химии. / Под общ. ред. А. Т. Пилипенко. -- Киев: Наукова думка, 1978. -- 544 с. 7. Глинка Н. Л. Общая химия. -- М.: Интеграл-пресс, 2003. -- 728 с.
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
Вечером при температуре 25 C относительная влажность воздуха была 60%. Ночью температура понизилась до 10 C и выпала роса. Какая масса водяного пара сконденсировалось из воздуха объёмом V =1м3 ? Необходимые данные взять из таблиц.
Дано: t1=25 ºC -- температура воздуха в первом состоянии; φ1=60 % -- относительная влажность воздуха в первом состоянии; t2=10 ºC -- температура воздуха во втором состоянии.
Определить: m -- массу водяного пара, который сконденсировался из воздуха объёмом V=1 м3 во втором состоянии.
Решение
Согласно формуле T≈t+273 [1, с. 142], абсолютные температуры воздуха в первом и втором
состояниях составляют соответственно T1≈t1+273=25+273=298 (К) и T2≈t2+273=10+273=283 (К). Согласно таблице давления и плотности насыщенных паров воды [1, с. 468], давление насыщенного водяного пара при температурах t1 и t2 составляет соответственно pн1=3,168*103 Па и pн2=1,227*103 Па. Молярная масса водяного пара составляет M=18*10-3 кг/моль.
Определим массу m1 водяного пара в воздухе объёмом V=1 м3 в первом состоянии. Получим p1=(φ1/100)pн1 -- давление водяного пара; согласно уравнению Клапейрона -- Менделеева [2, с. 147], p1V=m1RT1/M, откуда ρ1=m1/V=p1M/(RT1)=(φ1/100)pн1M/(RT1) -- плотность водяного пара (здесь R≈8,31 Дж/(моль*К) -- универсальная газовая
постоянная [2, с. 147]); m1=ρн1V=(φ1/100)pн1MV/(RT1) -- масса водяного пара.
Аналогично, для воздуха во втором состоянии масса водяного пара равна m2=pн2MV/(RT2).
Литература 1. Кухлинг Х. Справочник по физике. -- М.: Мир, 1985. -- 520 с. 2. Аксенович Л. А., Ракина Н. Н., Фарино К. С. Физика в средней школе. -- Минск: Адукацыя i выхаванне, 2004. -- 720 с.
Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:
Оцените, какое количество воздушных шариков наполненных гелием потребуется, чтобы поднять человека, масса которого со снаряжением 70 кг? Атмосферное давление 10 в 5 степени Па, температура воздуха +17 C, объём шарика 50 л.
Дано: MHe=4*10-3 кг/моль -- молярная масса гелия; V=50 л=50*10-3 м3 -- объём шара, наполненного гелием; pатм=1*105 Па -- атмосферное давление; t=17 ºC -- температура воздуха (T=273+17=290 (К) -- абсолютная температура воздуха); mгр=70 кг -- масса груза (человека со снаряжением), поднимаемого шарами.
Определить: K -- количество шаров.
Решение
Определим подъёмную
силу F одного шара, наполненного гелием. Примем молярную массу воздуха равной M=29*10-3 кг/моль. Согласно уравнению Клапейрона -- Менделеева [1, с. 147], принимая давление внутри шара равным атмосферному (p=pатм), имеем pV=mRT/M, mHe=pатмVMHe/(RT) -- масса гелия в шаре (R=8,31 Дж/(моль*К) -- универсальная газовая постоянная); mвозд=pатмVMвозд/(RT) -- масса воздуха в объёме шара. Согласно
[1, с. 105], подъёмная сила шара равна разности между силой тяжести воздуха и силой тяжести гелия в объёме шара, то есть
F=(mвозд-mHe)g=pатмgV(Mвозд-MHe)/(RT)
(g -- ускорение свободного падения).
Подъёмная сила K шаров составляет F∑=KF и должна быть больше силы тяжести человека со снаряжением, то есть должно выполняться неравенство KF>mгрg. Отсюда получим K>mгрg/F,
K>mгрg/(pатмgV(Mвозд-MHe)/(RT)),
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!