Консультация № 174626
28.11.2009, 13:16
0.00 руб.
0 6 2
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Помогите, пожалуйста решить задачи по физике:

-----------------------№1-----------------------
В сосуде находится смесь кислорода и гелия. Во сколько раз отличаются средние кинетические энергии у молекул кислорода и гелия?

P.S. Если они находятся в одном сосуде, то у них одинаковые температуры, а по формуле E=3/2*kT, значит у них и кинетические энергии равны. Я прав?

-----------------------№2-----------------------

Определить плотность кислорода при давлении P=0,26 МПа, если средняя квадратичная скорость его молекул 1,4 км/с.

P.S. После решения этой задачи у меня получилось: ρ=3P/v(кв)2 (плотность равна 3 давления разделить на среднюю квадратичную скорость в квадрате). Но зачем тогда в задании указывалось, что это именно кислород? Значит, наверное, плотность должна зависеть от молярной массы кислорода?. Но в моём ответе её нет.

-----------------------№3-----------------------

В сосуде находится ν(ню) молей азота. Во сколько раз и как изменится давление в сосуде, если в сосуд добавить 2v молей гелия? Температура поддерживается постоянной.

Обсуждение

Неизвестный
30.11.2009, 01:05
общий
В 3ей задаче PV=ν(ню)RT. Отношение P1/P2=(ν(ню)1)/(ν(ню)2). Т.к. все остальные параметры системы поддерживаются постоянными.
давно
Посетитель
226425
1567
03.12.2009, 00:13
общий
это ответ
Здравствуйте, Болдырев Тимофей.
1. Ваше предположение верно, если принять оба газы идеальными, а вообще-то E=i/2 * kT. Для кислорода, поскольку кислород - двухатомный газ, количество степеней свободы молекулы i=5 (две степени свободы вращательного и три поступательного движения. Для гелия - одноатомный газ - i=3 (только поступательное движение). Однако, если копать глубже, то нужно будет, вероятно, еще и рассмотреть зависимость степеней свободы молекул зависит от температуры. Так при высоких температурах добавляются еще по две степени свободы колебательного движения. Причем энергия, приходящаяся на каждую степень свободы колебательного движения в 2 раза больше, чем на остальные. Но, в вашем случае, поскольку температура не указана, вероятно, последнее учитывать не будем.
Тогда, выразим температуру
T=2E/ik и приравняем (слева кислород, справа гелий)
2E1/5k = 2E2/3k
[$8658$] E1/E2 = 5/3

2. Ничего страшного, что указан именно кислород. Должны же были что-то указать - ну указали бы "газ" где-то в другом месте, а здесь указали "кислород", и что?... фигня. Вы формулу вывели верно.

3. Из уравнения состояния идеального газа

pV=vRT

выразим p=(RT/V)*v

выражение в скобках - константа для заданных условий, таким образом видно, что давление будет зависеть только от общего количества вещества vобщ и не будет зависеть от вида газа.

Тогда после добавления гелия общее количество вещества vобщ увеличится в 3 раза по сравнению с первоначальным значением v ( (v+2v)/v = 3v/v = 3). Также в три раза увеличится и давление.
Об авторе:
С уважением
shvetski
давно
Модератор
156417
2175
03.12.2009, 00:16
общий
это ответ
Здравствуйте, Болдырев Тимофей.
1. На каждую степень свободы каждой молекулы приходится энергия kT/2. Поступательных степеней свободы для всех газов 3, поэтому кинетическая энергия поступательного движения для всех молекул одинакова. Но у двухатомных молекул есть ещё 2 вращательные степени свободы. С их учётом энергия молекулы кислорода 5kT/2, а гелия 3kT/2, то есть отношение энергий 5/3

2. среднеквадратическая скорость v=[$8730$](3RT/M)
Отсюда RT/M=v2/3
pV=(m/M)RT=mv2/3
[$961$]=m/V=3p/v2=3*0,26*106Па/(1400м/с)2=0,40 кг/м3
То что молярная масса сократилась, означает всего лишь, что данное отношение плотности-давления-скорости выполняется для любого газа не зависимо от его молярной массы (то есть, если вместо кислорода стоял бы водород или хлор, ответ был бы таким же). Не стоит пугаться лишьних данных (или их отсутствия)

3.
При постоянных объёме и температуре давление прямо пропорционально количеству газа и не зависит от соствава. То есть 3 моля азота, 3 моля гелия и смесь, содержащая 1 моль азота и 2 моля гелия, в одинаковых условиях создают одинаковые давления.
Если общее количество газа увеличилось в 3 раза, то давление также вырастет в 3 раза
Неизвестный
05.07.2010, 15:45
общий
Shvetski:
во второй задаче сказано что газ-кислород разве не для того что бы показать что V^2=5RT/M,а не 3RT/M.а то я неножко запутался.дайте ответ пожалуйста.
давно
Модератор
156417
2175
05.07.2010, 17:27
общий
sashabailo:
Понятию скорости соответствуют поступательные степени свободы, которых у всех газов 3. Наличие вращательных степеней свободы увеличивает внутреннюю энергию, но не скорость.
Неизвестный
05.07.2010, 22:29
общий
Химик CH:
Теперь я понял.спасибо большое!!!
Форма ответа