Gaz doskonały - Akademia Morska w Gdyni

mgr Kamila Haule
Akademia Morska w Gdyni
RÓWNANIE CLAPEYRONA – GAZ DOSKONAŁY
1.
Jaka jest gęstość powietrza w oponie samochodu, napompowanego w temperaturze 0°C do ciśnienia
przewyższającego o 2·105 Pa ciśnienie atmosferyczne p0 = 105 Pa. Gęstość powietrza w warunkach
normalnych wynosi 1,293 kg/m3.
2.
Znajdź gęstość atmosfery Wenus w pobliżu jej powierzchni, wiedząc, że składa się głównie
z dwutlenku węgla CO2 (Mmol = 44 g/mol) i że temperatura w pobliżu powierzchni Wenus wynosi 480°C,
a ciśnienie 91,2 MPa. Ile razy gęstość atmosfery Wenus jest większa od gęstości powietrza na Ziemi
1,293 kg/m3?
3.
Do jakiej temperatury należy ogrzać gaz znajdujący się w butelce, aby korek o powierzchni przekroju
3 cm2 wyskoczył z niej? Siła tarcia utrzymująca korek w butelce wynosi 34 N. Na początku temperatura
gazu w butelce wynosiła −3°C a ciśnienie było równe ciśnieniu zewnętrznemu powietrza 1000 hPa.
4.
Zimą powietrze w baloniku na zewnątrz ma temperaturę −13°C i zajmuje objętość 20 cm3. Jaka będzie
objętość balonika w ciepłym pokoju w temperaturze +27°C? Ciśnienie pozostaje takie samo.
5.
Temperatura powietrza w cylindrze wynosiła początkowo −33°C.
O ile centymetrów przemieści się tłok przy podgrzaniu powietrza do
temperatury +27°C, jeżeli l = 10 cm?
6.
Temperatura powietrza w cylindrze wynosiła początkowo −13°C,
a tłok był odległy od dna cylindra o 10 cm. Oblicz temperaturę końcową powietrza w cylindrze, jeżeli
wiadomo, że objętość powietrza w cylindrze wzrosła, a tłok przemieścił się o odległość 2 cm.
7.
W kuli o średnicy 20 cm znajduje się azot o masie 4 g oraz tlen o masie 1 g. Do jakiej temperatury
można ogrzać gaz, jeżeli ścianki kuli wytrzymują ciśnienie 3⋅105 Pa? Masy molowe azotu i tlenu
wynoszą odpowiednio 28 g/mol i 32 g/mol.
8.
W zamkniętej butelce o objętości 500 cm3 znajduje się powietrze o temperaturze 27°C i ciśnieniu
1000 hPa. Po pewnym czasie słońce ogrzało butelkę do temperatury 57°C. Oblicz liczbę cząsteczek
gazu w butelce i końcowe ciśnienie powietrza.
9.
Cienki worek foliowy zanurzony w wodzie o temperaturze 20°C zawiera powietrze o objętości 20 dm3
i ciśnieniu 1000 hPa. Jaką objętość będzie miał worek po zanurzeniu go na głębokość 10 m? Gęstość
wody wynosi 1000 kg/m3.
10. Zbiornik zawierający gaz pod ciśnieniem 15 kPa połączono z drugim zupełnie pustym zbiornikiem
o dwa razy większej objętości. Oblicz ile wynosi ciśnienie gazu zawartego w nich po połączeniu obu
zbiorników przy zachowaniu stałej temperatury.
11. Najwyższa próżnia uzyskana w laboratorium odpowiada ciśnieniu 1·10-18 atm. Ile cząsteczek gazu
mieści się w centymetrze sześciennym przy takim ciśnieniu w temperaturze 293 K?
12. Opona samochodu o objętości 1,64·10-2 m3 zawiera powietrze pod ciśnieniem 156 kPa mierzonym
względem ciśnienia atmosferycznego w temperaturze 0°C. Ile wyniesie ciśnienie w oponie mierzone
względem ciśnienia atmosferycznego, kiedy jej temperatura wzrośnie do 27°C, a objętość do
1,67·10-2 m3? Przyjmij, że ciśnienie atmosferyczne jest równe 1,01·105 Pa.
13. Pęcherzyk powietrza o objętości 20 cm3 znajduje się na dnie jeziora na głębokości 40 m w wodzie
o temperaturze 4°C. Pęcherzyk wznosi się w kierunku powierzchni jeziora, gdzie panuje temperatura
20°C. Zakładając, że temperatura powietrza w pęcherzyku jest taka sama jak temperatura wody, oblicz
jaka będzie objętość pęcherzyka w chwili, kiedy osiągnie on powierzchnię.
Strona 1 z 1