Zadatci za vježbanje - termičko širenje / plinski zakoni / tlak idealnog plina Pun spremnik benzina sadrži 60 litara. Ako je napunjen pri temperaturi 5 C i ostavljen na suncu tako da se temperatura povisi na 25 C, koliko će benzina isteći iz njega? (Koeficijent volumnog širenja benzina je 950 10-6 K -1, a za metal 36 10-6 K -1.) (R: 1,1 litra) U posudi volumena 1 cm 3 nalazi se plin pri tlaku 10-12 Pa i temperaturi 0 ⁰C. Koliki je broj molekula u posudi? (R: N = 265) Litru idealnog plina pri atmosferskom tlaku od 1 bara i temperaturi od 0 C najprije izotermno komprimiramo na volumen od 0.4 litre, a zatim izohorno (uz isti volumen) zagrijemo na 100 C. Koliki će biti tlak plina nakon toga? (R: 3,42 bara) Litru idealnog plina pri atmosferskom tlaku od 1 bara i temperaturi od 0 C najprije izotermno komprimiramo na volumen od 0.5 litre, a zatim izohorno (uz isti volumen) zagrijemo na 100 C. Koliki će biti tlak plina nakon toga? (Rezultat: 2.73 bara.) U posudi volumena 2 10-2 m3 nalazi se 20.2 g neona pod apsolutnim (ukupnim) tlakom 1.25 10 5 Pa. Kolika je temperatura plina? (M = 2.02 10-2 kg/mol, R = 8.314 J/molK.) (R: 300,7 K)
Koliki je omjer srednjih kvadratnih brzina molekula kisika i dušika? Atomska masa kisika je 16 g/mol, a dušika 14 g/mol. (R: v ef(o 2) / v ef(n 2) = (7/8) 1/2 = 0,935) Odredite broj atoma vodika u 1 kg vode. Atomska masa vodika je 1.008 g/mol, atomska masa kisika 16.0 g/mol, a Avogadrov broj je 6.022 1023 mol -1. (R: broj molekule vode je 3.3425843 10 25. Kako u svakoj molekuli ima 2 atoma vodika, broj atoma vodika ima ukupno N H = 2 3.3425843 10 25 = 6.7 10 25. Litra dušika i litra kisika pomiješaju se pri atmosferskom tlaku i zatim stlače na obujam pola litre. Temperatura je stalna. Koliki je tlak smjese? (R: p=4p a) Izračunajte prosječnu kinetičku energiju jedne molekule plina pri temperaturi 57 C. Kolika je unutarnja energija tog plina ako sadrži 1 mol čestica? (N A=6,022 10 23 mol-1 ) (Rješenje: E k1= 6,83 10-21 J ; E plina = 40986 J) Određena količina idealnog plina zauzima obujam 4 l. Koliki će obujam zauzimati taj plin ako se temperatura udvostruči, a tlak padne na jednu četvrtinu početne vrijednosti? (Rješenje: V 2 =8V 1 =32 dm 3 )
Odredite masu kisika zatvorenog u posudi volumena 3dm 3, pri tlaku 2 10 6 Pa i temperaturi 27 C. (Mr =32g/mol ) (Rješenje: m= 77 g) Kolika je gustoća zraka u prostoriji pri normalnim uvjetima? (Normirani tlak je p 0 = 101325 Pa, molna masa zraka M = 0.029 kg/mol, univerzalna plinska konstanta R = 8.314 J/molK, temperatura t = 0 C) (R: 1,29 kg/m³) Kolika je masa zraka u sobi dimenzija 4 m x 3 m x 3 m pri normalnim uvjetima? (Normirani tlak je p 0 = 101325 Pa, molna masa zraka M = 0.029 kg/mol, univerzalna plinska konstanta R = 8.314 J/molK, temperatura t = 0 C) (R: 46,1 kg) Jednu litru idealnog plina pri atmosferskom tlaku 1 bar i temperaturi 0 C najprije izotermno komprimiramo na volumen 0.4 litre, a zatim izohorno (uz isti volumen) zagrijemo na 100 C. Koliki će biti tlak plina nakon toga? (R: 3,42 bara) Plin mase 16 g zauzima volumen od 1600 cm 3 kod tlaka od 10 6 Pa i temperature 112 C. Odredite koji je to plin. (R = 8.314 J/molK) (R: M = 32 g/mol -- Radi se o plinu O 2.)
U aluminijskoj je ploči napravljen kružni otvor polumjera 2.5 cm na temperaturi 20 C. Koliki će biti polumjer otvora na temperaturi 200 C? (β = 24 10-6 K -1 ) (R: r 2 = 2,51 cm) U aluminijskoj je ploči napravljen kružni otvor polumjera 3.5 cm na temperaturi 20 C. Koliki će biti polumjer otvora na temperaturi 200 C? (β = 24 10-6 K -1 ) (R: r 2 = 3,52 cm) Staklena posuda volumena 100 cm 3 pri temperaturi 15 C napunjena je do vrha alkoholom iste temperature. Koliko će se alkohola preliti iz posude kada se alkohol i posuda ugriju na temperaturu 50 C? (Koeficijent linearnog rastezanja stakla je βs = 9 10-6 K -1, koeficijent kubnog rastezanja alkohola je βa = 1.1 10-3 K -1 ) (R: Nađite broj molekula vodika u posudi obujma 1 cm 3 ako je tlak plina na stjenke posude 2.7 10 4 Pa, a srednja brzina molekula 2400 m/s. (m 0 = 1.66 10-27 kg) (R: 4,2 10 18 molekula) U 1 cm 3 plina ima 1.45 10 12 molekula. Srednja kinetička energija molekula pri njihovu nesređenom gibanju je 1.242 10-20 J. Odredite tlak kojim plin pritišće na stjenke posude. (R: 0,012 Pa)
Pri tlaku 1.013 10 5 Pa gustoća kisika iznosi 1.43 kg/m3. Izračunajte srednju brzinu gibanja molekula. (R: 461 m/s) Da bi 200 g vode potpuno ishlapilo iz čaše, potrebno je 20 dana. Koliko molekula prosječno izleti s površine vode u 1 s? (N A = 6.022 10 23 mol-1, molna masa vode M = 18 g/mol = 0.018 kg/mol) (R: N = n N A = (m/m) N A = 6.69 10 24 molekula N 1 = N/t = 3,87 10 18 molekula.) Koliko molekula sadrži 1 kg vodika? (N A = 6.022 10 23 mol-1, molna masa vodika M = 2 g/mol = 0.002 kg/mol) (R: 3.01 10 26 molekula.) Određena je količina vodika zatvorena u čeličnoj boci. Kad bocu uronimo u smjesu leda i vode, manometar priključen na bocu pokazuje tlak 1.24 10 5 Pa. Kolika je temperatura u boci kad manometar pokazuje tlak 1.24 10 4 Pa? (R: -245.7 C) Koliki obujam ima količina žive mase 200 g na temperaturi 100 C ako njezina gustoća na temperaturi 0 C iznosi 13690 kg/m 3? (koeficijent kubičnog rastezanja žive je α = 1.18 10-3 K -1 ) (R: 16,33 cm 3 )
Meteorološki balon, napunjen na temperaturi 20 C i tlaku 1.013 10 5 Pa, ima obujam 50 cm 3. Koliki je njegov obujam na visini gdje je temperatura 40 C i tlak 6.665 10 3 Pa? (R: 604.32 cm 3 ) Meteorološki balon, napunjen na temperaturi 20 C i tlaku 1.013 10 5 Pa, ima obujam 50 cm 3. Koliki je njegov obujam na visini gdje je temperatura 40 C i tlak 1,333 10 4 Pa? (R: 302.16 cm 3 ) Za punjenje balona do tlaka 4 MPa, na temperaturi 0 C, potroši se količina CO 2 čija je masa 7.88 kg. Tijekom punjenja balona temperatura plina se ne mijenja. Koliki je obujam balona? (gustoća CO 2 u normiranim uvjetima je ρ 0 = 1.97 kg/m 3 ) (R: 0,1 m 3 ) Za punjenje balona do tlaka 4 MPa, na temperaturi 0 C, potroši se količina CO 2 čija je masa 7.88 kg. Tijekom punjenja balona temperatura plina se ne mijenja. Koliki je obujam balona? (gustoća CO 2 u normiranim uvjetima je ρ 0 = 1.97 kg/m 3 ) (R: 0,2 m 3??) Količina helija mase 6 g nalazi se na temperaturi 27 C i tlaku 0.3 MPa. Ako plinu povećamo tlak i obujam dva puta kolika će biti temperatura i tlak? (molna masa helija M = 0.004 kg/mol, plinska konstanta R = 8.31 J/(K mol)) (R: t 2 = T 2 273 = (1200 273) C = 927 C; V 2 = 25 dm 3 )
Količina helija mase 12 g nalazi se na temperaturi 27 C i tlaku 0.3 MPa. Ako plinu povećamo tlak i obujam tri puta kolika će biti temperatura i tlak? (molna masa helija M = 0.004 kg/mol, plinska konstanta R = 8.31 J/(K mol)) (Rezultat: t 2 = 2427 C, V 2 = 74.79 dm 3 ) Kolika je gustoća zraka u sobi pri normiranim uvjetima? (molna masa zraka M = 0.029 kg/mol, plinska konstanta R = 8.31 J/(K mol)) (R: 1,295 kg/m³) Određena količina vodika (H 2) nalazi se u posudi obujma 10 cm 3. Tlak u posudi je 6 MPa, a temperatura 27 C. Koliko molekula vodika ima u posudi? (plinska konstanta R = 8.314 J/(K mol), Avogadrova konstanta NA = 6.022 10 23 mol -1 ) (R: N = 1,45 10 22 molekula) Određena količina vodika (H 2) nalazi se u posudi obujma 10 cm 3. Tlak u posudi je 12 MPa, a temperatura 27 C. Koliko molekula vodika ima u posudi? (plinska konstanta R = 8.314 J/(K mol), Avogadrova konstanta NA = 6.022 10 23 mol -1 ) (R: N = 2,9 10 22 molekula) Plin se nalazi na temperaturi 27 C i na tlaku znatno nižem od atmosferskog. Za koliko je potrebno povisiti temperaturu plina da bi se njegov tlak povećao 100%? (R: Δt = ΔT = 300 K)
Plin se nalazi na temperaturi 27 C i na tlaku znatno nižem od atmosferskog. Za koliko je potrebno povisiti temperaturu plina da bi se njegov tlak povećao 200%? (R: Δt = ΔT = 600 K) Za koliko se promijeni temperatura plina ako se obujam poveća dva puta, a tlak smanji tri puta? (R: 33,33%) U prostoriji koja nije hermetički zatvorena temperatura zraka poveća se od 0 C do 27 C. Za koliko se postotaka smanji broj molekula zraka u prostoriji? (R: 9 %) Odredite srednju kinetičku energiju molekule plina kod 15 C. (Boltzmanova konstanta k B = 1.38 10-23 J/K) (R: 5,96 10-21 J) Odredite srednju kvadratnu brzinu molekule plina kod 15 C, ako je masa molekule m 0 = 4.65 10-26 kg. (Boltzmanova konstanta k B = 1.38 10-23 J/K) (R: 506,37 m/s)
Odredite srednju kvadratnu brzinu molekule plina kod 27 C, ako je masa molekule m 0 = 4.65 10-26 kg. (Boltzmanova konstanta k B = 1.38 10-23 J/K) (R: 516,81 m/s) Na drveni kotač promjera 100 cm treba staviti željezni obruč kojega je promjer 5 mm manji od promjera kotača. Za koliko stupnjeva treba povisiti temperaturu željeznom obruču? (koeficijent linearnog rastezanja željeza β = 1.2 10-5 K -1 ) (R: Δt = 416,67 C) Čelični most ima duljinu 200 m pri 0 C. Koliki mora biti procjep koji kompenzira promjenu duljine ako se očekuje godišnja promjena temperature od 30 C do + 40 C. Koeficijent linearnog toplinskog širenja čelika je 10-5 K -1. (R: 8 cm) Celofanski balon napunjen vodikom (kao što se upotrebljava za istraživanje kozmičkih zraka) širi se do punog volumena kugle promjera 30 m (a da se pri tome celofan ne rastegne) tek na visini 45 km, gdje je tlak 1 kpa i temperatura (stratosfera) 56.5 ⁰C. Odredite volumen tog vodika na površini Zemlje, pri temperaturi 20 ⁰C i tlaku 100 kpa. (R: 191,33 m³) Most preko rijeke izgrađen je od dijelova (između dva stupa) duljine 75 m. Postavljanje dijelova mosta obavljeno je na temperaturi 10 ⁰C. Koliki je razmak potreban ostaviti između dijelova mosta pod uvjetom da se oni ne dodiruju prilikom najviših ljetnih temperatura 40 ⁰C. Most je napravljen od čelika čiji je koeficijent linearnog rastezanja β = 1.1 10-5 K -1. (R: Δl = 27,747 mm)
Most preko rijeke izgrađen je od dijelova (između dva stupa) duljine 150 m. Postavljanje dijelova mosta obavljeno je na temperaturi 10 ⁰C. Koliki je razmak potreban ostaviti između dijelova mosta pod uvjetom da se oni ne dodiruju prilikom najviših ljetnih temperatura 40 ⁰C. Most je napravljen od čelika čiji je koeficijent linearnog rastezanja β = 1.1 10-5 K -1. (R: Δl = 49,499 mm) Staklena čaša volumena 2000 cm 3 napunjena je do vrha alkoholom na temperaturi 0 C. Koji volumen alkohola će isteći iz čaše ako nju i alkohol zagrijemo na 50 C? (Koeficijent volumnog, kubičnog rastezanja alkohola je 1.135 10-3 K -1, a stakla 2.4 10-5 K -1 ) (R: 111,1 cm³) Staklena čaša volumena 4000 cm 3 napunjena je do vrha alkoholom na temperaturi 0 C. Koji volumen alkohola će isteći iz čaše ako nju i alkohol zagrijemo na 50 C? (Koeficijent volumnog, kubičnog rastezanja alkohola je 1.135 10-3 K -1, a stakla 2.4 10-5 K -1 ) (R: 222,2 cm³) Čvrsto tijelo, na temperaturi taljenja leda, ima obujam V₀. Tijelo zagrijemo za 20 ⁰C. Za koliko postotaka će se promijeniti gustoća tijela u odnosu na početnu gustoću? (Koeficijent linearnog rastezanja iznosi 0.000023 K -1 ). (R: Δρ/ρ₀ = (ρ₀-ρ₁)/ρ₀ = 0,14%) Plin ima obujam 100 cm³ na 25 C. Koliki bi imao obujam na 0 C uz jednak tlak? (α = 1/273 K -1 ) (R: V₀ = 91.61 cm³)
Nogometnu loptu volumena 2.8 litara (u napuhanom stanju) pumpamo ručnom pumpom koja u jednom hodu ručice daje 200 cm 3 zraka. Lopta je u početku pumpanja potpuno ispražnjena, a pumpamo je do tlaka od 180 kpa. Koliko puta treba pritisnuti ručicu pumpe? (normirani tlak p 0 = 101325 Pa) (R: N₁ = 25 puta) Zagrijavajući se izobarno od 0 C do 40 C plin je poprimio obujam 16 cm 3. Koliki je bio početni obujam plina? (R: 14 cm³) Litru idealnog plina pri atmosferskom tlaku od 1 bara i temperaturi od 0 C najprije izotermno komprimiramo na volumen od 0.4 litre, a zatim izohorno (uz isti volumen) zagrijemo na 100 C. Koliki će biti tlak plina nakon toga? (R: 3,42 bar) Pri tlaku od 2 bara i temperaturi od 0 C litru idealnog plina najprije izotermno komprimiramo na volumen od 0.8 litre, a zatim izohorno (uz isti volumen) zagrijemo na 100 C. Koliki će biti tlak plina nakon toga? (R: 3.42 bar) Gumena lopta sadrži pri 20 C dvije litre zraka uz atmosferski tlak 1.07 10 5 Pa. Kakav će obujam poprimiti zrak u lopti ako je spustimo u vodu na dubinu 10 m? Temperatura vode je 4 C. (gustoća vode ρ = 1000 kg/m 3, g = 9.81 m/s 2 ) (R: 0,986 l)
Gumena lopta sadrži pri 20 C jednu litru zraka uz atmosferski tlak 1.07 10 5 Pa. Kakav će obujam poprimiti zrak u lopti ako je spustimo u vodu na dubinu 10 m? Temperatura vode je 4 C. (gustoća vode ρ = 1000 kg/m 3, g = 9.81 m/s 2 ) (R: 0,493 l) Gustoća dušika u normiranim uvjetima iznosi 1.25 kg/m 3. Odredi gustoću dušika pri 42 C i 9.7 10 4 Pa. (normirani uvjeti: temperatura t 1 = 0 C, tlak p 1 = 101325 Pa) (R: 1.037 g/l = 1.037 g/dm³) Gustoća dušika u normiranim uvjetima iznosi 1.25 kg/m 3. Odredi gustoću dušika pri 27 C i 9.7 10 4 Pa. (normirani uvjeti: temperatura t 1 = 0 C, tlak p 1 = 101325 Pa) (R: 1.089 kg/m³) Pri temperaturi zraka 17 C i normiranome atmosferskom tlaku uronimo staklenu cijev u posudu sa živom. U staklenoj se cijevi nalazi stanovita količina zraka tako da je razina žive u cijevi 5 cm iznad razine žive u posudi. Duljina dijela cijevi koji je ispunjen zrakom iznosi 50 cm. Za koliko se mora povisiti temperatura okolnog zraka da se živa u cijevi spusti do razine žive u posudi? (normirani tlak p 0 = 76 cm Hg) (R: ΔT = 51,46 K) h 1 h
Pri temperaturi zraka 17 ⁰C i normiranom atmosferskom tlaku uronimo staklenu cijev u posudu sa živom (slika). U staklenoj se cijevi nalazi neka količina zraka tako da je razina žive u cijevi 5 cm iznad razine žive u posudi. Duljina dijela cijevi koji je ispunjen zrakom iznosi 50 cm. Za koliko se mora povisiti temperatura okolnog zraka da se živa u cijevi spusti do razine žive u posudi? Neki plin mase 12 g ima pri 7 C obujam 4 10-3 m 3. Nakon zagrijavanja plina pri stalnom tlaku gustoća plina je 6 10-4 g/cm 3. Do koje je temperature ugrijan plin? (R: 1127 ⁰C) Gustoća je kisika pri 0 C i normiranom tlaku 1.43 g/l. Nani gustoću kisika pri 17 C i tlaku 9.3 10 4 Pa. (normirani tlak p 0 = 101325 Pa) (R: 1,24 kg/m³) Iz elektronske cijevi isisan je plin do tlaka 1,59 10-3 Pa pri 27 ⁰C. Obujam cijevi je 100 cm 3. Koliko je molekula preostalo u cijevi? (Boltzmanova konstanta k B = 1,38 10-23 J/K) (R: 3,84057971 10 13 molekula.) Kolika je kinetička energija translatornog gibanja E k molekula amonijaka (NH3) mase 10 g pri 20 ⁰C? (plinska konstanta R = 8.314 J/(mol K), molna masa amonijaka M = 17 10-3 kg/mol) (R: N E k = 2149.41 J)
Izračunaj srednju kinetičku energiju gibanja molekula koje se nalaze u 1 m 3 kisika uz normirane uvjete. (normirani uvjeti: t = 0 C, p 0 = 101325 Pa) (R: N E k = 151987,5 J) Koliko se kilograma kisika nalazi u spremniku volumena 3 m 3 u kojem vlada tlak od 20 MPa i temperatura 27 ⁰C? (molna masa kisika M = 32 g/mol, plinska konstanta R = 8.314 J/(mol K)) (R: 769.79 kg) Nadi broj molekula vodika u posudi obujma 1 cm3 ako je tlak plina na stjenke posude 2,7 10 4 Pa, a srednja brzina molekula 2400 m/s. (masa molekule vodika m = 3,35 10-27 kg) (R: N = 4,198 10 18 molekula) Petrolej se na skladištu nalazi u cilindričnoj bačvi polumjera 4 m i visine 6 m. Pri 10 C površina petroleja nalazi se 10 cm ispod gornjeg ruba bačve. Koliko se petroleja izlije iz bačve kad temperatura naraste na 35 C? Rastezanje bačve zanemarimo. (koeficijent kubičnog rastezanja petroleja α= 1,0 10-3 K -1 ) (R: ΔV = 8.32 m 3 ) Određena je količina vodika zatvorena u čeličnoj boci. Kad bocu uronimo u smjesu leda i vode, manometar priključen na bocu pokazuje tlak 1,25 10 5 Pa. Kolika je temperatura u boci kad manometar pokazuje tlak 1,25 10 4 Pa? (R: t = - 245.835 ⁰C)
Cilindar, obujma V 1 = 1 dm 3 je na temperaturi od t 1 = 20 C i zatvoren je pokretnim klipom površine S = 25 cm 2. Za koliko će se pomaknuti klip ako se plin koji se nalazi u cilindru zagrije do temperature t 2 = 100 C? (R: x = 108 mm) U cilindru poprečnog presjeka 10-2 m 2 nalazi se zrak čija je temperatura 12 ⁰C pod tlakom 1,014 10 5 Pa. Na visini 0.6 m od dna nalazi se klip. Za koliko se klip spusti ako na njega stavimo uteg težine 981 N, a zrak se u cilindru pritom zagrije na 27 ⁰C? Zanemarite trenje klipa o zidove i njegovu težinu. (R: 279 mm) Ronilac u jezeru na dubini 10 m, gdje je temperatura vode 5 ⁰C, ispusti mjehurić zraka promjera 1 cm. Koliki je promjer tog mjehurića kad dosegne površinu jezera na kojoj je temperatura vode 20 ⁰C? Atmosferski tlak je 10 5 Pa, a gustoća vode 10 3 kg/m 3. (g 10 m/s 2 ) (R: 1,28 cm) Slika prikazuje dvije posude A i B, obje napunjene plinom. Tlak, obujam i temperatura su označeni na slici. Odredite vrijednost sljedećeg kvocijenta: broj molekula u posudi A / broj molekula u posudi B (R: N 1/N 2 = 5/12) p 1 p 2 = 2 p 1 V 1 T 1 = 300 K V 2 = 2 V 1 T 2 = 500 K Srebrna kugla uronjena u vodu od 0 ⁰C istisne 10 cm 3 vode, uronjena u vodu od 100 ⁰C istisne 10,057 cm 3. Koliki je kubični koeficijent rastezanja srebra? (R: 5,7 10-5 K -1 )
U valjkastoj posudi sa pokretnim klipom, ploštine S = 500 cm 2, nalazi se plin temperature t 1 = 20 ⁰C čiji je obujam V = 4 litre. Za koliko će se pomaknuti klip ako se plin zagrije na t 2 = 100 ⁰C? (R: 2,18 cm) Gumenu loptu napunimo zrakom do tlaka dva puta većim od normiranog i u nju stavimo 3 litre zraka pri temperaturi 20 ⁰C. Izračunaj volumen zraka u lopti, ako je uronimo u vodu temperature 4 ⁰C na dubinu 10 m. Pretpostavi da je lopta dovoljno dugo u vodi da zrak u njoj poprimi temperaturu vode. (normirani tlak p 0 = 101325 Pa, g = 9.81 m/s 2, gustoća vode ρ = 1000 kg/m 3 ) (R: 2,9 l) Za koliko treba povećati tlak određene količine plina da bi se njegov obujam pri stalnoj temperaturi smanjio za 5%? (R: p 2 = 1,0526 p 1 odn. za 5,26%) Dvije lopte spojene su međusobno ventilom. U prvoj lopti nalazi se plin pod tlakom 10 5 Pa, a u drugoj pod tlakom 0.5 10 5 Pa. Obujam prve lopte je 2 dm 3, a druge 8 dm 3. Koliki će biti tlak u loptama pri otvaranju ventila? Temperatura plina je stalna. (R: p = 60 kpa) Dvije posude spojene su pomoću cijevi na kojoj se nalazi ventil. Kada je ventil zatvoren tlak plina u prvoj posudi je 0.2 MPa, a u drugoj 0.4 MPa. U posudama se nalaze jednake količine plina. Koliki će biti tlak u posudama, ako otvorimo ventil? (R: 0,27 MPa) Otvorena staklena boca obujma 500 cm 3 ispunjena je zrakom. Bocu zagrijavamo do 227 ⁰C i zatim je grlom prema dolje uronimo u vodu. Koja će masa vode ući u bocu kad se temperatura zraka u njoj snizi na 27 ⁰C? Gustoća zraka kod 27 ⁰C je 10 3 kg/m 3. (R: 0,2 kg)
Plin dušik gustoće 1.5 kg/m 3 nalazi se u posudi obujma 0.8 m 3. Izračunajte broj molekula u posudi ako je masa jedne molekule dušika m 0 = 2.33 10-26 kg. (R: N = 5,15 10 25 ) Odredite tlak plina kisika pri gustoći 1.2 kg/m 3 i temperaturi 340 K. Masa mola kisika iznosi 0.032 kg/mol. (univerzalna plinska konstanta R = 8.314 J/(K mol)) (R: 1,06 10 5 Pa) Vertikalna valjkasta posuda površine dna 40 cm 2 zatvorena je pomičnim klipom mase 2 kg. U posudi je zrak na temperaturi 20 ⁰C. Na klip stavimo uteg mase 6 kg. Za koliko moramo povisiti temperaturu zraka u posudi da bi se klip s utegom vratio u početni položaj? Atmosferski tlak je 101.3 kpa. (ubrzanje slobodnog pada g = 9.81 m/s 2 ) (R: ΔT = 40,6 K) Vertikalna valjkasta posuda površine dna 0.4 dm 2 zatvorena je pomičnim klipom mase 2 kg. U posudi je zrak na temperaturi 20 ⁰C. Na klip stavimo uteg mase 600 dag. Za koliko moramo povisiti temperaturu zraka u posudi da bi se klip s utegom vratio u početni položaj? Atmosferski tlak je 1013 hpa. (ubrzanje slobodnog pada g = 9.81 m/s 2 ) Rezultat: DT = 40.6 K. Posudu koja sadrži 5 litara zraka pri normalnom tlaku spojimo s potpuno praznom (vakuum) posudom volumena 4.5 litara. Koliki je konačni tlak zraka, ako je proces izoterman (T = konst.) (atmosferski tlak p 0 = 1,013 10 5 Pa) (R: p 2 = 45022,22 Pa.)
U valjkastoj posudi površine dna 500 cm 2 nalazi se na temperaturi 20 ⁰C plin volumena 4 litre. Za koliko će se pomaknuti klip ako plin zagrijemo na temperaturu 100 ⁰C? (R: 2,18 cm) Plin je u posudi od 1 litre uz pomoć adijabatskog klipa (nema izmjene topline) podijeljen na dva jednaka dijela koji su zatim zagrijani do 373 K, odnosno do 473 K. Koliki su odgovarajući volumeni nakon pomicanja klipa? (R: V 1 = 0.441 l, V 2 = 0.559 l) Zrak mase 50 g nalazi se u cijevi s pomičnim klipom. Početni obujam zraka je 3 l, a tlak 0.1 MPa. Kolika će biti gustoća zraka ako se pomoću klipa njegov tlak poveća na 0.5 MPa? Temperatura zraka je stalna. (R: ρ = 83,33 kg/m 3 ) Mjerilo od mjedi ispravno je kod 0 ⁰C. Ako ovim mjerilom kod 16 ⁰C nađemo da neka duljina iznosi 1860.4 m, kolika je zapravo ta duljina? (koeficijent linearnog rastezanja mjedi β = 1.7 10-5 K -1 ) (R: 1860.91) Na temperaturi 27 C otvor staklene cijevi obujma 5 cm 3 prislonjen je na kap žive. Koliko će žive ući u cijev prilikom snižavanja temperature na 7 C? (gustoća žive ρ = 13 600 kg/m 3 ) (R: 4,53 g)
Ronilac udahne 4 litre zraka na površini. Koliki volumen zraka ima u plućima kada zaroni na 5 metara dubine. Proces je izoterman. (normirani tlak zraka p 0 = 101325 Pa, ubrzanje slobodnog pada g = 9.81 m/s 2, gustoća zraka ρ = 1000 kg / m 3 ) (R: V 2 = 2,695 l) U balonu se nalazi idealan plin mase m pod stalnim tlakom. Pri ispuštanju jednog dijela plina obujam balona se smanji dva puta, a temperatura 1.2 puta. Kolika je masa plina istekla iz balona? (R: Δm = 0,4 m)