Какое количество вещества содержится в газе если при давлении 400 кпа

Определите кол во вещества в газе если при давлении

Задачи по законам идеальных газов

Задачи по теме Агрегатное состояние вещества. Законы идеальных газов с решениями

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

= 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:

;

РN2 = j * Р = 0,7809 * 101,325 = 79,125 кПа;

РО2 = j * Р = 0,2095 * 101,325 = 212,28 кПа;

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

РCO2 = 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.

Источник

Определите кол во вещества в газе если при давлении

Задачи по физике — это просто!

Вспомним

1). Если масса газа не меняется:

2). Формулы газовых законов:

3). Если в условиях задачи задан переход из состояния p1V1T1 в состояние p2V2T2, используем формулу:

При этом, если один из параметров const, его можно сократить, и тогда мы получаем одну из формул газовых законов.

3). Если в условиях задачи известны только 2 параметра из трех (p,V,T), используем формулу:

Не забываем
Решать задачи надо всегда в системе СИ!

А теперь к задачам!

Типовые задачи из курса школьной физики по термодинамике на вычисление макропараметров (p,V,T) газа.

Задача 1

Найти массу природного горючего газа объемом 64 м 3 , считая, что объем указан при нормальных условиях. Молярную массу природного газа считать равной молярной массе метана (СН4).

Задача 2

Воздух объемом 1,45 м 3 , находящийся при температуре 20 o C и давлении 100 кПа, превратили в жидкое состояние. Какой объем займет жидкий воздух, если его плотность 861 кг/м 3 ?

Задача 3

Какое количество вещества содержится в газе, если при давлении 200 кПа и температуре 240 К его объем равен 40 литров?

Задача 4

В одинаковых баллонах при одинаковой температуре находятся водород (H2) и углекислый газ (CO2). Массы газов одинаковы. Какой из газов и во сколько раз производит большее давление на стенки баллона?

Задача 5

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

Задача 6

При температуре 27 о С давление газа в закрытом сосуде было 75 кПа. Каким будет давление при температуре -13 о С?

Задача 7

В баллоне находится газ под давлением.
Определить, какой объем занимал бы этот газ при нормальных условиях (t=0 o C, давление 101 325 Па), если известны объем баллона — V1, температура газа в баллоне — t1, давление газа в баллоне — p1.

Задача 8

Определить давление сжатого воздуха в баллоне, если известны вместимость баллона, температура и масса газа.

Задача 9

В баллоне находится смесь газов (гелий и аргон). Определить давление смеси газов на стенки сосуда, если известны вместимость баллона, температура смеси и масса каждого газа.

Задача 10

Определить молярную массу газа, если известна его плотность и температура при нормальном атмосферном давлении.

Задача 11

Баллон заполнен газом, известны вместимость баллона — V1, температура газа — t1 и давление газа — p1. Какой объем занимал бы этот газ при нормальных условиях (температура t2=0 o C, давление р2= 101 325 Па)?

Задача 12

Определить температуру газа по шкале Цельсия, если объем 4 молей газа при давлении 100 кПа составляет 20 литров.

Задача 13

Определить массу воздуха объемом 40 литров при нормальном атмосферном давлении (101325 Па) и температуре 20 o C.

Источник

Уравнение Клапейрона-Менделеева. Связь между числом молей газа, его температурой, объемом и давлением.

Уравнение Клапейрона-Менделеева. Связь между числом молей газа, его температурой, объемом и давлением.

Калькулятор ниже предназначен для решения задач на использование уравнения Клапейрона-Менделеева, или уравнение состояния идеального газа. Некоторая теория изложена под калькулятором, ну а чтобы было понятно, о чем идет речь — пара примеров задач:

Примеры задач на уравнение Менделеева-Клапейрона

В колбе объемом 2,6 литра находится кислород при давлении 2,3 атмосфер и температуре 26 градусов Цельсия .
Вопрос: сколько молей кислорода содержится в колбе?

В калькулятор вводим начальные условия, выбираем, что считать (число моль, новые объем, температуру или давление), заполняем при необходимости оставшиеся условия, и получаем результат.

Уравнение Клапейрона-Менделеева. Связь между числом молей газа, его температурой, объемом и давлением.

Теперь немного формул.

где
P — давление газа (например, в атмосферах)
V — объем газа (в литрах);
T — температура газа (в кельвинах);
R — газовая постоянная (0,0821 л·атм/моль·K).
Если используется СИ, то газовая постоянная равна 8,314 Дж/K·моль

Так как m-масса газа в (кг) и M-молярная масса газа кг/моль, то m/M — число молей газа, и уравнение можно записать также

где n — число молей газа

И как нетрудно заметить, соотношение

есть величина постоянная для одного и того же количества моль газа.

И эту закономерность опытным путем установили еще до вывода уравнения. Это так называемые газовые законы — законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля.

Так, закон Бойля-Мариотта гласит (это два человека):
Для данной массы газа m при неизменной температуре Т произведение давления на объем есть величина постоянная.

Закон Гей-Люссака (а вот это один человек):
Для данной массы m при постоянном давлении P объем газа линейно зависит от температуры

Закон Шарля:
Для данной массы m при постоянном объеме V давление газа линейно зависит от температуры

Посмотрев на уравнение, нетрудно убедиться в справедливости этих законов.

Уравнение Менделеева-Клапейрона, также как и опытные законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля справедливы для широкого интервала давлений, объемов и температур. То есть во многих случаях эти законы удобны для практического применения. Однако не стоит забывать, что когда давления превышают атмосферное в 300-400 раз, или температуры очень высоки, наблюдаются отклонения от этих законов.
Собственно, идеальный газ потому и называют идеальным, что по определению это и есть газ, для которого не существует отклонений от этих законов.

Источник