Примеры решения задач на газовые законы
Пример 1Задача на расчет характеристик газа и газовых молекул

Газ – гелий (M = 4∙10–3 кг/моль).

Условия нормальные (p = 105 Па, T = 273 К).

Найти концентрацию молекул, среднеквадратичную скорость молекул, плотность.

Решение

Пример 2Задача о всплывающем пузыре газа

С какой глубины в водоеме всплывает пузырек воздуха, если при этом его объем увеличивается в 2 раза?

Решение

Пример 3Задача о потоплении стакана

Перевернутый вверх дном стакан погружают в водоем. На какой глубине стакан начнет тонуть?


Решение

Пример 4Задача о подъеме воздушного шара

На сколько градусов необходимо нагреть воздух внутри воздушного шара, чтобы он начал подниматься вверх?

Решение

Пример 5Комплексная задача на газовые законы

В замкнутом сосуде находится 200 г гелия. Газ совершает сложный процесс. Изменение его параметров отражено на графике зависимости объема от абсолютной температуры.

  • Выразите массу газа в СИ.
  • Чему равна относительная молекулярная масса данного газа?
  • Чему равна молярная масса данного газа (в СИ)?
  • Чему равно количество вещества, содержащегося в сосуде?
  • Сколько молекул газа находится в сосуде?
  • Чему равна масса одной молекулы данного газа?
  • Назовите процессы на участках 1–2, 2–3, 3–1.
  • Определите объем газа в точках 1, 2, 3, 4 в мл, л, м3.
  • Определите температуру газа в точках 1, 2, 3, 4 в °С, К.
  • Определите давление газа в точках 1, 2, 3, 4 в мм. рт. ст., атм, Па.
  • Изобразите данный процесс на графике зависимости давления от абсолютной температуры.
  • Изобразите данный процесс на графике зависимости давления от объема.

Указания к решению:

  • См. условие.
  • Относительная молекулярная масса элемента определяется с помощью таблицы Менделеева.
  • M = Mr∙10–3 кг/моль.
  • N = ν ∙ NА.
  • V = const – изохорический; p = const – изобарический; T = const – изотермический.
  • 1 м3 = 103 л; 1 л = 103 мл.
  • T = t + 273.
  • 1 атм. = 105 Па = 760 мм рт. ст.

8–10. Можно воспользоваться уравнением Менделеева–Клапейрона, либо газовыми законами Бойля–Мариотта, Гей–Люссака, Шарля.

Решение