Як обчислити тиск газу


 

Для вирішення деяких фізичних задач буває необхідно розраховувати тиск газу. При цьому в задачі може згадуватися як навколишнє повітря і пари речовини, так і газ, який знаходиться в посудині. Як саме обчислити тиск газу, залежить від того, які параметри задані в задачі.



Вам знадобиться

— формули для розрахунку тиску газу.

Інструкція

  1. Знайдіть тиск ідеального газу при наявності значень середньої швидкості молекул, маси однієї молекули і концентрації речовини за формулою P = ⅓ nm0v2, де n — концентрація (в грамах або молях на літр), m0 — маса однієї молекули.
  2. Якщо в умові дана щільність газу і середня швидкість його молекул, розрахуйте тиск за формулою P = ⅓ ρv2, де ρ — щільність в кг/м3.
  3. Обчисліть тиск, якщо ви знаєте температуру газу і його концентрацію, використовуючи формулу P = nkT, де k — постійна Больцмана (k = 1,38 · 10-23 моль · К-1), Т — температура по абсолютній шкалі Кельвіна.
  4. Знайдіть тиск з двох рівноцінних варіантів рівняння Менделєєва-Клайперона в залежності від відомих значень: P = mRT / MV або P = νRT / V, де R — універсальна газова постійна (R = 8,31 Дж / моль · К), ν — кількість речовини в молях, V — об’єм газу в м3.
  5. Якщо в умові завдання вказана середня кінетична енергія молекул газу і його концентрація, знайдіть тиск за допомогою формули P = ⅔ nEк, де Eк — кінетична енергія в Дж.
  6. Знайдіть тиск з газових законів — Ізохоричний (V = const) і ізотермічного (T = const), якщо дано тиск в одному із станів. При Ізохоричний процес відношення тисків у двох станах дорівнює відношенню температур: P1/P2 = T1/T2. У другому випадку, якщо температура залишається постійною величиною, твір тиску газу на його обсяг у першому стані дорівнює тому ж твору в другому стані: P1 · V1 = P2 · V2. Висловіть невідому величину.
  7. Розрахуйте тиск з формули внутрішньої енергії ідеального одноатомного газу: U = 3 · P · V / 2, де U — внутрішня енергія в Дж. Звідси тиск буде дорівнювати: P = ⅔ · U / V.
  8. При розрахунку парціального тиску пари в повітрі, якщо в умові дані температура і відносна вологість повітря, висловіть тиск з формули φ/100 = Р1/Р2, де φ/100 — відносна вологість, Р1 — парціальний тиск водяної пари, Р2 — максимальне значення парів води при даній температурі. В ході розрахунку користуйтеся таблицями залежності максимальної пружності пара (максимального парціального тиску) від температури в градусах Цельсія.

Корисні поради

Використовуйте барометр-анероїд або ртутний барометр для більш точного значення, якщо вам необхідно обчислити тиск газу в ході експерименту або лабораторної роботи. Для вимірювання тиску газу в посудині або балоні користуйтеся звичайним або електронним манометром.