Уравнение идеального газа и изопроцессы — 10 класс
Найдите давление, температуру и объём из уравнения состояния. Отличите изотерму, изохору и изобару по данным.
Вопросы и ответы
Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.
-
Идеальный газ сжимают изотермически с 8 до 5 л. Каково конечное давление, если начальное 100 кПа?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 160 кПа
При постоянных температуре и количестве газа pV не меняется. Конечное давление 100 × 8/5 = 160 кПа.
-
В герметичном жёстком сосуде температура идеального газа выросла с 300 до 360 К. Начальное давление 150 кПа. Каково конечное давление?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 180 кПа
При неизменном объёме давление пропорционально температуре в кельвинах. Получаем 150 × 360/300 = 180 кПа.
-
Порция идеального газа под подвижным поршнем занимает 2,5 л при 300 К. При постоянном давлении газ нагревают до 420 К. Каков новый объём?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 3,5 л
При постоянном давлении V/T не меняется. Новый объём 2,5 × 420/300 = 3,5 л.
-
0,5 моль идеального газа занимает 12 л при 288 К. Чему примерно равно давление? Используйте R = 8,3 Дж/(моль·К).
Ответ и пояснение
Верный ответ: 100 кПа
Объём 12 л равен 0,012 м³. По уравнению p = νRT/V получаем около 99 600 Па, то есть около 100 кПа.
-
На графике p(V) при переходе между состояниями объём неизменен, а давление растёт. Как называется процесс?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Изохорный
Изохора соответствует постоянному объёму. На графике p(V) это вертикальная линия.
-
Порция идеального газа перешла из состояния 100 кПа и 6 л в состояние 120 кПа и 5 л. Как сравнить её абсолютные температуры в этих состояниях?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Они одинаковы
В обоих состояниях произведение pV равно 600 кПа·л. Количество вещества не меняется, поэтому температуры равны.
-
При постоянном объёме температура порции идеального газа выросла с 27 °C до 127 °C. Чему примерно равно отношение конечного давления к начальному?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 4/3
Температуры примерно 300 и 400 К. При постоянном объёме отношение давлений равно 400/300 = 4/3.
-
В сосуде при одной температуре находятся два невзаимодействующих идеальных газа. Их парциальные давления 30 и 70 кПа. Каково полное давление смеси?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 100 кПа
По закону Дальтона давления складываются. Получаем 30 + 70 = 100 кПа.
Уравнение pV = νRT связывает давление, объём, температуру и количество вещества. Для одной порции газа из него можно вывести соотношение между начальным и конечным состояниями.
Сначала определите, что фиксировано в условии. Жёсткий закрытый сосуд задаёт постоянный объём, а медленное сжатие с теплообменом может сохранять температуру. В отношениях температур используйте кельвины.