gazy-zadania wiczeniowe

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Gazy i ich termodynamika
Oblicz gęstość tlenu w warunkach normalnych. Masa molowa tlenu 32g/mol.
Butlę napełniono powietrzem w temperaturze 200C do ciśnienia 1,5 MPa. Zawór bezpieczeństwa w tej butli ustawiony jest na ciśnienie
1,8 MPa. Przy jakiej temperaturze otworzy się ten zawór?
W układzie przedstawionym na rysunku pod tłokiem znajduje się powietrze o
temperaturze 200C pod ciśnieniem normalnym(105Pa). Odległość tłoka od dna cylindra
wynosi 20cm. Po położeniu na tłoku odważnika o masie 4kg przesunął się on o 2 cm.
Jakie jest pole powierzchni tłoka, jeżeli gaz wymienia ciepło z otoczeniem? Jakie byłoby
przesunięcie tłoka, gdyby gaz nie wymieniał ciepła z otoczeniem (większe, mniejsze,
takie samo)?
m
p=10 5 Pa
Opisz termodynamikę przemiany izobarycznej podczas ogrzewania gazu.
Opisz termodynamikę przemiany izotermicznej w przypadku rozprężania gazu.
Rurka Meldego w położeniu pionowym ma zamknięty słupek powietrza o długości 20 cm, a w położeniu poziomym o długości 25 cm.
Jaka jest długość słupka rtęci w tej rurce, jeżeli ciśnienie atmosferyczne wynosi 105 Pa?
Dętkę rowerową napompowano w temperaturze 200C do ciśnienia 150 kPa. Do jakiej temperatury może nagrzać się ta dętka jeżeli
wytrzymuje ciśnienie 0,2MPa?
Wyznaczyć gęstość powietrza o temp. 200C przy ciśnieniu 150 razy większym od normalnego jeżeli jego średnia masa molowa wynosi
29g.
Pęcherzyk metanu wypływa z dna jeziora na dnie którego temperatura wynosi 40C. Jaka jest głębokość jeziora jeżeli przy temperaturze
wody przy powierzchni 200C objętość pęcherzyka wzrosła trzykrotnie? Ciśnienie atmosferyczne wynosi 105Pa.
10.
Kulisty balon ma powłokę z materiału, którego 1m2 ma masę 1kg.Jaki musi być promień tego balonu aby po wypełnieniu
helem mógł wnieść się w górę? Ciśnienie powietrza 105Pa, ciśnienie helu 1,1.105Pa, temperatury helu i powietrza 300K. Masy
molowe helu i powietrza przyjąć odpowiednio 4g/mol i 29g/mol.
11.
Rurkę Meldego, w której wysokość słupka rtęci wynosi 10cm przestawiono z położenia poziomego do pionowego. Zamknięty słupek
powietrza zmniejszył swoją długość o 2 cm. Jaka była początkowa długość słupka powietrza, jeżeli ciśnienie atmosferyczne wynosi 105
Pa?
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
Rurka Meldego zamknięta jest słupkiem rtęci o długości 20cm. W położeniu poziomym zamknięty słupek powietrza ma długość
30 cm. Rurkę odwrócono otworem do dołu i zanurzono do wody tak, że dolna granica rtęci znajduje się na głębokości 2m pod
powierzchnią. Jaką ma długość zamknięty słupek powietrza jeżeli temperatura wody jest taka jak temperatura powietrza, a
ciśnienie atmosferyczne wynosi pa=105Pa? Gęstość rtęci ρ1=13600kg/m3, gęstość wody ρ1=1000kg/m3.
Silnik cieplny ma sprawność 20%. Jaka jest temperatura grzejnika jeżeli temperatura chłodnicy wynosi 200C ?
W windzie ustawiono pionowo rurkę Meldego, w której zamknięty słupek powietrza ma długość 20cm, a słupek rtęci długość
25cm. Gdy winda ruszyła rtęć przesunęła się o 2cm do góry. Wyznacz przyśpieszenie windy wiedząc, że ciśnienie
atmosferyczne wynosi po=105Pa, a gęstość rtęci ρ=13600kg/m3.
Silnik cieplny o sprawności 30% w jednym cyklu oddaje do chłodnicy 200J ciepła . Jaką pracę wykonuje w trakcie cyklu?
W strzykawce znajduje się powietrze. Po zatkaniu wylotu strzykawki gwałtownie naciśnięto na jej tłok i zatrzymano w nowym
położeniu. Nazwij przemiany którym ulegał gza w ciągu kilku minut po uderzeniu i przedstaw je na wykresach w układzie P-V i P-T.
Wykresy wykonaj z uwzględnieniem praw gazowych.
Piłkę plażową napompowano w temperaturze 200C do ciśnienia 105Pa. Do jakiej temperatury może być nagrzana przez promienie
słoneczne, jeżeli jest nierozciągliwa i wytrzymuje ciśnienie 1,2x105Pa?
Poddajemy sprężaniu adiabatycznemu powietrze atmosferyczne i powietrze wydychane przez człowieka. Który z gazów bardziej zmieni
swoją temperaturę, jeżeli zmiana objętości była taka sama? Odpowiedź uzasadnij.
Przedstaw na wykresie zamknięty cykl przemian: izotermiczne sprężanie, izochoryczne ogrzewanie, izobaryczne zwiększanie objętości i
izochoryczne oziębianie. Opisz w których przemianach wymienia ciepło z otoczeniem, w których wykonuje pracę. Czy jest to silnik
cieplny, czy lodówka? Odpowiedź uzasadnij.
Silnik cieplny pracuje pobierając ciepło z wrzącej wody i oddając je do mieszaniny wody z lodem. Oblicz jego sprawność.
Cykl termodynamiczny składa się z przemian: izobarycznych i izochorycznych. Zapisz je w kolejności właściwej dla silnika cieplnego,
przedstaw wykres w układzie P-V i opisz termodynamikę tego cyklu (ciepło, praca, energia wewnętrzna).
Dętka rowerowa została napompowana do ciśnienia 1,1x105Pa w temperaturze 200C. Zanurzono ją do wody z lodem. Tuż po zanurzeniu
objętość dętki wynosiła 2 dm3. Jaką objętość ma dętka po ustaleniu się temperatury?
Silnik cieplny, którego grzejnik ma temperaturę 4000C wykazuje sprawność 20%. Jaka jest temperatura chłodnicy tego grzejnika?
Podczas rozładowania naboju syfonu, wypełnionego dwutlenkiem węgla, temperatura spada. Jak zmieni się temperatura takiego naboju
gdy będzie on wypełniony powietrzem? Odpowiedź uzasadnij.
Sporządź wykresy zmian ciśnienia w funkcji objętości dla powietrza znajdującego się w strzykawce, po:
a) gwałtownym odciągnięciu jej tłoka
b) powolnym odciąganiu tłoka
26.
Butla o pojemności 10l z zaworem bezpieczeństwa ustawionym na 160 atm dla otwarcia i 150 atm dla zamknięcia, zawiera tlen (masa
molowa 32g) pod ciśnieniem 140 atm w temperaturze 00C. Butlę podgrzano do temperatury 600C. Czy zawór się otworzy? Jeżeli tak,
to jaka masa tlenu ubędzie z butli do chwili ponownego zamknięcia zaworu?
Zadania napisane kursywą obejmują materiał dla klasy IIb