Strona na telefon
154. Gaz doskonały - prawo Clapeyrona
Prawa gazu doskonałego razem z prawami teorii kinetyczno-molekularnej pozwalają na obliczenie wielu własności gazu - makroskopowych i mikroskopowych.
Powiązanie wielkości charakteryzujących pojedyncze cząsteczki z wielkościami charakteryzującymi całą objętość gazu jest wielkim sukcesem teorii kinetyczno-molekularnej.
Zadanie
Równanie Clapeyrona można wykorzystać do obliczenia ilości powietrza w pokoju lub innego gazu w zamkniętym zbiorniku.
Rozwiązanie
Równanie w wersji najczęściej przedstawianej
p - ciśnienie gazu
V - objętość gazu (pojemność zamkniętego zbiornika)
n - ilość moli gazu doskonałego
R - stała gazowa
T - temperatura gazu w skali Kelwina
Znając ilość moli gazu i jego masę molową można obliczyć masę gazu w danym zbiorniku.
Zadanie
Mamy pokój o wymiarach
Długość - 4,0 m
Szerokość - 3,0 m
Wysokość - 3,0 m
Rozwiązanie
Na zewnątrz panuje zwykłe ciśnienie powietrza - takie same jest i w pokoju (nie jest on bowiem szczelnie zamknięty dla gazu).
Zakładamy, że zmiany ciśnienia są tak niewielkie, że nie wpłyną na wynik obliczeń.
Inaczej - większe zmiany ciśnienia zachodzące w otoczeniu rozchodzą się również do pomieszczeń mieszkalnych.
Przyjmijmy ciśnienie normalne 1013hPa. Niech w pomieszczeniu będzie temperatura 20°C. Obliczymy ilość moli powietrza w pokoju.
Zakładamy, że powietrze to jednorodna mieszanina identycznych cząsteczek o takiej samej masie.
Jeden mol powietrza ma masę około 29g, czyli 1 kilomol powietrza ma masę około 29kg.
W pokoju znajduje się więc 1,5 kilomoli powietrza, inaczej w pokoju jest około 44kg powietrza.
Wynik podajemy z dokładnością do dwóch cyfr znaczących, czyli masę określamy z dokładnością do 1 kg, a ilość moli z dokładnością do 100 moli (0,1 kilomola).
Wzory z fizyki = wzory potrzebne do rozwiązywania zadań.
Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?
Energia potencjalna grawitacyjna w centralnym polu grawitacyjnym
Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?
Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego
Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?
Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.
Rozwiązane zadania z kinematyki
Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała.
Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.
Pocisk o masie m grzęźnie w desce po przebyciu odległości d. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością v. Obliczyć siłę F działającą na pocisk w desce. Przyjąć odpowiednie założenia.
Rozwiązanie
Dwa ciała o różnych masach poruszają się z takim samym przyspieszeniem. Ciało m2 ma masę 3 razy większą niż ciało m1. Siła działająca na ciało m2 jest równa 12 N. Jaka siła działa na ciało m1? Warunek - nie obliczać wartości przyspieszenia.
Pomoc z matematyki
Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki
Pomoc z historii
Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?