Задачи на уравнение идеальных газов

Решение задач по теме «Уравнение состояния идеального газа»

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

«Актуальность создания школьных служб примирения/медиации в образовательных организациях»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

ТЕМА: Решение задач по теме «Уравнение состояния идеального газа»

Учебная: Диагностика степени усвоения знаний по теме «Уравнение состояния идеального газа» и формирование практических умений по их применению .

Развивающая: Развивать интерес к физике, развивать практические умения учащихся при решении задач.

Воспитательная : воспитывать сознательное отношение к учебе и заинтересованность в изучении физики.

Тип урока: урок комплексного применения знаний

I. Организационно — мотивационный этап

1) Организация начала урока

2) Проверка домашнего задания

II. Организационно — мотивационный этап

3) Актуализация имеющихся знаний.

4) Закрепление знаний и способов действия

6) Первоначальная проверка понимания

III. Рефлексийна — заключальны этап

7) Подведение итогов занятия. Выставление оценок

8) Домашнее задание

I. Организационно — мотивационный этап

1) Организация начала урока

Приветствие учащихся и учителя. Проверить подготовленность учащихся к уроку, правильную организацию рабочего места. Отметить отсутствующих в журнале.

2) Проверка домашнего задания

Фронтальная проверка выполнения домашнего задания. Обсуждения результатов выполнения

II. Операционно — познавательный этап.

3) Актуализация имеющихся знаний.

А) Фронтальный опрос

— Перечислите макроскопические параметры состояния идеального газа ( Р,V,Т)

— Какое уравнение называют уравнением состояния? (Уравнение, выражающее связь между макроскопическими параметрами состояния вещества)

-В чем заключается основная задача МКТ? ( Установление связи между макроскопическими параметрами, т.е. нахождение уравнения состояния того или иного тела)

-Сформулировать и доказать закон Дальтона (Давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений этих газов, p=p1 +…рn )

-Записать уравнение Клапейрона. При каких условиях оно справедливо? (PV\T=P0V0\\T0, m=const, M=const)

— Записать уравнение Менделеева — Клапейрона.

4) Закрепление знаний и способов действия

Задачи решаются на доске:

1. Определить массу водорода, находящегося в баллоне вместимостью 20 л при давлении 830 кПа, если температура газа равна 17 °С.

Дано: V = 20 л, р = 830 кПа, t = 17 ° C , М = 2·10-3 кг/моль, R = 8,31 Дж/(моль·К).

Решение Выведем размерность искомой физической величины:

Ответ: m = 1,38·10 -2 кг.

2 . Газ при давлении 0,2 МПа и температуре 15 0 С имеет объем 5 л. Чему будет равен объем этой массы газа при нормальных условиях?

3. В баллоне находится газ под давлением 40 Па и при температуре 27 °С. Когда из баллона выпустили 3/5 газа, содержавшегося в нем, его температура понизилась до -33 °С. Определить давление газа, оставшегося в сосуде.

Дано: V — const , р1 = 40 МПа, t 1 = 27 °С, t 2 = -33 °С, m 2 = 2/5 m 1

Решение

Ответ: р2 = 12,8 Па.

4. При уменьшении объема газа в 2 раза давление увеличилось на 120 кПа, а абсолютная температура возросла на 10 %. Каким было первоначальное давление?

6) Первоначальная проверка понимания

Задачи решаются самостоятельно учениками

1. Определите температуру кислорода массой 64 г, находящегося в сосуде объёмом 1 л при давлении 5 • 10 6 Па. Молярная масса кислорода М = 0,032 кг/моль.

Р е ш е н и е. Согласно уравнению Менделеева—Клапейрона Отсюда температура кислорода.

2. Найти плотность водорода при температуре 15 0 С и давлении 9,8·10 4 Па. (0,085 кг/м 3 )

3. В баллоне находится газ при температуре 15 0 С. Во сколько раз уменьшится давление газа, если 40 % его выйдет из баллона, а температура при этом понизится на 8 0 С?

( Ответы : m=16 кг ; Р =249300 Па ; V=0,03 м 3; Т =150 К )

III. Рефлексийно – заключительный этап

7) Подведение итогов занятия. Выставление оценок

8) Домашнее задание упр.3(5-7). Подготовится к проверочной работе

9) Рефлексия: Ребята высказываются одним предложением, выбирая начало фразы из рефлексивного экрана на доске: Сегодня я узнал… Было интересно… Было трудно… Я понял, что…

Решение задач по теме «Уравнение состояния идеального газа»

2. Найти плотность водорода при температуре 15 0 С и давлении 9,8·10 4 Па. (0,085 кг/м 3 )

Решение задач по теме «Уравнение состояния идеального газа»

2. Найти плотность водорода при температуре 15 0 С и давлении 9,8·10 4 Па. (0,085 кг/м 3 )

Задачи с решениями на расчеты по уравнению состояния идеальных газов

Расчеты по уравнению состояния идеальных газов

Во всех расчетах используется уравнение Клапейрона-Менделеева:

если объем измеряется в литрах, давление — в паскалях, масса — в граммах, молярная масса — в граммах на моль, температура — в кельвинах и R = 8,314 Дж/(моль*К).

Пример 24

Масса 227 мл газа, взятого при температуре 37°С и при давлении 730 мм рт.ст., равна 0,313 г. Определить молярную массу этого газа.

Решение:

где р = 97325 Па; V = 0,227 л; Т = 310К.

Пример 25

Определить объем, занимаемый 140 г азота при температуре 32°С и при давлении 2,8 атм.

Решение:

где = 28 г/моль; Т = 305 К; р = 283710 Па.

Пример 26

Определенное количество газа занимает объем 152 мл при давлении 745 мм рт.ст. и температуре 25°С. Найти объем того же количества газа при нормальных условиях .

Решение:

где — начальные условия;

, — конечные условия;

где р = 99 325 Па; Т = 298 К; V = 0,152 л;

Пример 27

В закрытом металлическом сосуде находится газ при температуре 20°С. До какой температуры необходимо нагреть этот газ, чтобы увеличить его давление в 3 раза?

Решение:

где

Эти задачи взяты со страницы решения задач по неорганической химии:

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

Задачи на уравнение идеальных газов

1. Задача — приведение объёма газа к н.у.

Какой объём при н.у. займут 0,4*10 -3 м 3 газа, находящегося при 50°С и давлении 0,954*105 Па?

Решение задачи. Используем формулу: ;® , где Т0 = 273°К; Р0 = 101,3 кПа = 1,013 * 10 5 Па;

Т = 50°С + 273 = 323°К; 0,32 * 10 -3 м3.

2. Задача — Расчёт относительной плотности газа по другому газу.

Вычислить плотность этана С2Н6 по водороду и воздуху.

Решение задачи. Используем формулу:

3. Задача — расчёты с применением уравнения состояния идеального газа.

Определить молярную массу газа, если его масса при 13°С и давлении 1,04*10 2 кПа равна 0,828*10 -3 кг, а объём равен 0,327*10 -3 м 3 .

Решение. Используем формулу:

Универсальная газовая постоянная (R) равна 8,3 кДж/кмоль*К ; Т = 13°С + 273 = 286°К;

57,8 кг/кмоль (г/моль).

4. Задача — определение объёма газа при н.у.

Рассчитать объём (н.у.) фосгена COCl2 массой 3*10 -3 кг.

Решение: Используем формулу: ;

М (фосгена) = 98,92 г/моль или 98,92 кг/кмоль

0,682*10-3 м3.

5. Задача — расчёты с использованием числа Авогадро (NA).

Рассчитать массу молекулы газа, если масса газа объёмом 10 -3 м 3 (н.у.) равна 0,1785*10 -3 кг.

Решение. Используем формулу и значение NA = 6,02*10 26 кмоль -1 . Для нахождения массы одной молекулы необходимо знать число молекул газа (N) в данной массе газа:

® = 0,665*10-26 кг.

6. Задачи — Расчёты с использованием газовых смесей.

Задача. В сосуде объёмом 0,05 м 3 смешали 0,02 м 3 этилена С₂Н₄ при исходном давлении 83,950 кПа и 0,015 м 3 метана СН4 при исходном давлении 95,940 кПа. Рассчитать давление газовой смеси.

Решение. Используем формулы

Р = РС2Н4 + РСН4; РС2Н4 = кПа;

РСН4 = кПа;

Р = 33,580 + 28,782 = 62,362 кПа.

Задача. В баллоне объёмом 10 -2 м 3 при 18°С находится 14*10 -3 кг кислорода и 12*10 -3 кг аммиака. Определить парциальные давления газов в смеси.

Решение. Используем формулу

Т = 18°С + 273 = 291°К.

= 106 кПа; = 171 кПа.

Задача. В сухом воздухе объёмные доли газов (j) равны соответственно: азота (N2) 78,09%; кислорода (О2) 20,95%; аргона (Ar) 0,93%; углекислого газа (CO₂) 0,03%. Вычислить парциальные давления этих газов, если давление смеси газов равно 101,325 кПа.

Решение. Используем формулу:

;

Р_N2 = j * Р = 0,7809 * 101,325 = 79,125 кПа;

Р_О2 = j * Р = 0,2095 * 101,325 = 212,28 кПа;

Р_Ar = j * Р = 0,0093 * 101,325 = 0,942 кПа;

Р_CO2 = 0,0003 * 101,325 = 0,03 кПа.

Задача. Водород объёмом 0,2 * 10 -3 м 3 собран над водой при 33°С и давлении 96 кПа. Давление (упругость) насыщенного водяного пара при 33°С равно 5,21 кПа. Определить объём сухого водорода при н.у.

Решение задачи. Находим давление сухого водорода по формуле:

Р сухого газа = Р влажного газа – Р водяного пара;

Р сухого водорода = 96 – 5,21 = 90,79 кПа; Т°К = 33°С + 273 = 306.

Используем формулу ® ;®

= 0,16*10-3 м3.

источники:

http://lfirmal.com/zadachi-s-resheniyami-na-raschetyi-po-uravneniyu-sostoyaniya-idealnyih-gazov/

http://zadachi-ru.com.ua/khimiya/461-zadachi-po-zakonam-idealnykh-gazov.html