5-masala.
Diametri d=3 cm boʻlgan mis sharcha T=800 K temperaturagacha
qizdirildi va T
0
=273 K temperaturali muz ustiga qoʻyildi. Sharcha muzda qanday
chuqurlikkacha botadi?
Yechish.
Sharcha H chuqurlikka botishi bilan u T
0
temperaturagacha soviydi
hamda Q
1
issiqlik ajratib chiqaradi:
1
0
m
m
Q
c m T T
.
Bu yerda
3
6
m
m
m
m
d
m
V
mis sharning massasi.
3
1
0
6
m
d
Q
c
T
T
.
Muz erishi uchun Q
2
issiqlik miqdori kerak:
2
muz
Q
m
.
Bu yerda
muz
muz
m
V
muzning massasi. Demak,
2
muz
Q
V
.
53
Muzning hajmi asosining diametri d va balandligi h boʻlgan silindr va d
diametrli yarimshar hajmlarining yigʻindisiga tengdir:
2
3
2
4
12
4
3
d
d
d
d
V
h
h
.
Bu yerda
2
d
h
H
. U holda
2
4
6
d
d
V
H
boʻladi. Demak
2
2
4
6
muz
d
d
Q
H
.
Issiqlik balans tenglamasiga koʻra:
1
2
Q
Q
. U holda
3
2
0
6
4
6
m
muz
d
d
d
c
T
T
H
,
Bu yerdan
0
2
1
0,19 m.
3 2
m m
muz
c
T
T
d
H
6-masala.
2 mol ideal gaz 100°C temperaturadan 200°C temperaturagacha
qizdirildi, bunda gazning temperaturasi bosimning kvadratiga toʻgʻri proporsional
ravishda ortdi. Gaz bajargan ishni aniqlang.
Yechish.
Klayperon tenglamasiga koʻra:
.
pV
const
T
ya’ni
1 1
2
2
1
2
p V
p V
T
T
Bu yerda
2
1
1
T
kp
va
2
2
2
T
kp
,
k
– proporsionallik koeffitsiyenti. Demak,
1 1
2
2
2
2
1
2
p V
p V
kp
kp
yoki
1
2
1
2
V
V
p
p
,
ya’ni gaz hajmi bosimga toʻgʻri proporsionaldir.
Gaz bajargan ish grafikda shtrixlangan yuzaga son
jixatdan tengdir. Trapetsiyaning yuzasini aniqlaymiz:
1
2
1 2
2
2
1 1
2 1
2
1
2
2
p
p
p V
p V
p V
p V
A
V
V
.
Mendeleev-Klayperon tenglamasiga koʻra
1 1
1
p V
RT
va
2 2
2
p V
RT
.
Demak bajarilgan ish
2
1
1
831 J
2
A
R T
T
.
7-masala.
Ideal gaz 1 holatdan 3 holatga ikki xil usulda oʻtkazildi: birinchi
holda 1-2 izobarik jarayon boʻyicha va 2-3 izoxorik jarayon boʻyicha; ikkinchi
holda esa 1-3 toʻgʻri chiziqli sikl boʻyicha. Ikkinchi usulda gaz bajargan ish 5
54
marta katta. Agar 1 holatda gaz bosimi 100 kPa boʻlsa, 3 holatdagi bosimni
aniqlang.
Yechish.
Gazning 1-2-3 oʻtishdagi bajargan ishini A
1
, 1-3 oʻtishdagi bajargan
ishini A
2
deb belgilaymiz. Har bir oʻtishdagi bajarilgan ishlarni aniqlaymiz:
1 2
1
2
1
A
p V
V
,
2 3
0
A
, demak
1
1 2
2 3
1
2
1
A
A
A
p V
V
.
1-3 oʻtishda bajarilgan ish 1-V
1
-V
2
-3 trapetsiyaning yuzasiga teng:
1
3
2
2
1
2
p
p
A
V
V
.
Shartga koʻra
2
1
5
A
A
. U holda
1
3
2
1
1
2
1
5
2
p
p
V
V
p V
V
. Bundan
3
1
9
900 kPa.
p
p
8-masala.
Ideal issiqlik mashinasi isitkichining temperaturasi 117°C,
sovutkichniki esa 27°C. Ishchi jism bir sekundda isitkichdan 60 kJ issiqlik oladi.
Bu vaqt ichida sovutkichga beriladigan issiqlik miqdorini va mashinaning
quvvatini aniqlang.
Yechish.
Ixtiyoriy issiqlik mashinasining (xoh u real boʻlsin, xoh ideal) FIK
quyidagicha aniqlanadi:
1
2
1
100%
Q
Q
Q
.
Ideal issiqlik mashinasida esa
1
2
1
100%
T
T
T
.
Bularni tenglashtirib,
1
2
1
2
1
1
100%
100%
Q
Q
T
T
Q
T
Q
2
ni aniqlaymiz:
4
2
2
1
1
4, 6 10 J
T
Q
Q
T
.
Quvvat esa
A
N
t
formula boʻyicha vaqt birligida bajarilgan ishga teng.
Issiqlik mashinasida bajarilgan ish esa isitkichdan olingan va sovutkichga berilgan
issiqlik miqdorlarining farqiga teng:
1
2
A
Q
Q
.
U holda quvvat
1
2
4
1,4 10 W
Q
Q
N
t
.
55
MOLEKULYAR-KINETIK NAZARIYA ASOSLARI. GAZ XOSSALARI
Molekulyar-kinetik nazariyaning asosiy tushunchalari
318.
Ochiq stakandagi
m=300 g
massali suv
t=25 sutka
da bugʻlanib ketdi. Har
sekundda nechta suv molekulasi bugʻlangan?
319.
Oʻrtacha chuqurligi
h=5 m
va yuzasi
S=4 km
2
boʻlgan koʻlni “tuzlash” uchun
unga
m=10 mg
massali NaCl osh tuzi solindi. Oradan koʻproq vaqt
oʻtgandan keyin koʻldan
V=200 cm
3
hajmli stakanni toʻldirib suv olindi.
Stakanda nechta natriy ioni mavjud?
320.
Oddiy kubik panjarali kristalni koʻrib chiqamiz (rasmga qarang). Har bir
atomning massasi
m
0
, kubik panjara qirrasining uzunligi
a
boʻlsa, uning
zichligini aniqlang.
320-masalaga.
321-masalaga.
321.
NaCl osh tuzi kristalining kubik sistemasi navbatma navbat keluvchi natriy va
xlor ionlaridan iborat (rasmga qarang). Tuzning zichligi
ρ=2200 kg/m
3
.
Yonma-yon ionlar markazlari orasidagi masofani aniqlang.
322.
Koʻpchilik metallar qattiq holatda yoq boʻyicha markazlashgan kubik
panjarani tashkil etadi: metal ionlari kubik yacheykaning uchlarida va
yoqlarining markazlarida joylashgan. Agar metalning molyar massasi
M
,
kubik yacheyka qirrasining uzunligi
a
boʻlsa, kristallning ρ zichligini
aniqlang.
323.
Siqilgan gazda molekulalar orasidagi oʻzaro ta’sir ahamiyatli hisoblanadi.
Agar siqilgan gaz molekulalar orasidagi oʻzaro ta’sir toʻsatdan yoʻqolib qolsa,
idishdagi bosim qanday oʻzgaradi?
324.
Berk idishda koʻmir parchasi butunlay yonib, karbonat angidridga aylanadi.
Undan keyin
idish boshlangʻich
haroratgacha sovutildi. Idishdagi
boshlangʻich va oxirgi bosimlarni taqqoslang. Koʻmirning hajmi idish
hajmidan ancha kichik.
325.
Berk idishda
p
0
bosim ostida bir mol kislorod va ikki mol vodorod
aralashmasi bor. Ular orasida reaksiya boʻlib, shundan soʻng suv bugʻiga
aylanadi. Idish boshlangʻich temperaturagacha sovutilsa, qanday bosim qaror
topadi? Bugʻning kondensatsiyalanishi yuz bermadi.
56
326.
Berk ballonda
p
1
=2,35·10
5
Pa
bosim ostida
m
1
=0,5 g
vodorod va
m
2
=8 g
kislorod aralashmasi bor. Ular orasida reaksiya sodir boʻlib, shundan soʻng
ular suv bugʻiga aylanadi. Idish boshlangʻich temperaturagacha sovutilsa,
qanday
p
bosim qaror topadi? Bugʻning kondensatsiyasi sodir boʻlmaydi.
327.
Kislorod va vodorod molekulalarining
t=27°C
temperaturadagi ilgarilanma
harakatining
E
oʻrtacha kinetik energiyasi va
v
oʻrt
oʻrtacha kvadratik tezligini
aniqlang.
Gaz xossalari
328.
Germetik berk idish
t=27°C
temperaturali suvga toʻldirilgan. Agar suv
molekulalari orasidagi oʻzaro ta’sir kuchlari toʻsatdan yoʻqolib qolsa, idish
ichida qanday
p
bosim qaror topadi?
329.
Ma’lumki, suyuqlik solingan silindrik idish tubida ochilgan teshikdan
chiqadigan suyuqlikning tezligi doimiy emas. Biroq Mariott silindrik idishdan
suyuqlikning tekis oqishiga qanday erishish yoʻlini oʻylab topdi. Rasmda
“Mariott idishi” koʻrsatilgan: tiqin orqali ikki ichi ham ochiq, pastgi uchi
idishning tubigacha bormaydigan nay oʻtkazilgan. Bunda suyuqlik idish
tubidagi teshikdan doimiy tezlik bilan oqadi. “Mariott idishi” ning ishlashini
tushuntiring. Agar nayning pastgi uchi bilan bir sathda joylashgan kichik 1
teshikdagi tiqin olib tashlansa, nima oʻzgaradi? Yuqoriroqda joylashgan 2
teshikdagi tiqin olinsachi?
330.
Suv ostida
h=5 m
chuqurlikda turgan kavsharlangan shisha nayning pastgi
uchi teshildi va u orqali nay ichiga
m=1,95 g
suv kirdi. Dastlab, nay ichida p
1
bosim qanday boʻlgan? Nayning hajmi
V=2 cm
3
, atmosfera bosimi
p
0
=10
5
Pa
.
331.
l=1 m
uzunlikdagi ikki uchi ochiq shisha nay yarmigacha simobga botirildi.
Soʻngra yuqori uchi bekitildi va simobdan olindi. Nayda qolgan simob
ustunining uzunligini toping. Atmosfera bosimi
p
0
=750 mm.Hg
.
332.
Idishdagi simobga ikki tomonlama ochiq shisha nay tushirildi, bunda nayning
simob ustidagi qismining uzunligi
l=60 cm
boʻldi. Soʻngra nayning yuqori
uchi berkitildi va yana
a=30 cm
ga simobga choʻktirildi. Naydagi havo
ustunining balandligini aniqlang. Atmosfera bosimi
p
0
=750 mm.Hg
.
333.
U-simon idishning uchi kavsharlangan chap tirsagida
h
1
=30 cm
uzunlikda
havo ustuni bor (rasmga qarang). Ikkala tirsakda simob sathi bir xil. Agar
oʻng tirsakka toʻlguncha simob quyilsa, chap tirsakdagi havo ustuning
h
2
balandligi qanday boʻladi? Atmosfera bosimi
p
0
=760 mm.Hg
.
334.
h=60 cm
balandlikdagi silindrik idish yarmigacha simob quyilgan va simob
toʻldirilgan sifon naychali qopqoq bilan germetik yopilgan (rasmga qarang).
Sifonning tirsaklari teng boʻlib, uning uchi idish tubicha boradi. Idishdagi
57
havo bosimi qanday boʻlganda simob sifon orqali oqishdan toʻxtaydi. Oqish
vaqtida simob sathi qanchaga pasayadi? Atmosfera bosimi
p
0
=760 mm.Hg
.
Sifon – turli sathli bir idishdan ikkinchisiga suyuqlik oʻtkazish uchun
maxsus П-simon egilgan naychadir.
329-masalaga.
333-masalaga.
334-masalaga.
335.
Uzunligi
L=1 m
boʻlgan ikki uchi kavsharlangan va havosi soʻrilgan
gorizontal nayning oʻrtasida
h=20 cm
uzunlikda simob ustuni bor. Agar nay
vertikal joylashtirilsa, simob ustuni
l=10 cm
ga suriladi. Nay qanday
p
bosimgacha soʻrilgan?
336.
Gorizontal silindrik idish yupqa metal porshen orqali ikki qismga boʻlingan.
Bir qismi kislorod bilan, ikkinchisi esa huddi shunday massali vodorod bilan
toʻldirildi. Agar idishning uzunligi
l=50 cm
boʻlsa, porshenning muvozanat
holati qanday?
337.
Hajmlari
V
1
va
V
2
boʻlgan ballonlar kranli nay bilan tutashtirilgan. Ular oʻzida
bir xil T temperaturali va mos holda
p
1
va
p
2
bosimli gazlarni saqlaydilar.
Agar kran ochilsa, ballonlarda qanday bosim qaror topadi? Temperatura
oʻzgarmas, gazlar kimyoviy reaksiyaga kirishmaydi.
338.
Kompressor har bir taktida
ΔV
hajmli havoni
V
hajmli idishga haydaydi.
Idishdagi boshlangʻich bosim
p
0
atmosfera bosimiga teng. Kompressorning
N
ta taktidan soʻng idishda qanday bosim qaror topadi? Havo siqilganda uning
temperaturasi oʻzgarmaydi deb hisoblang.
339.
Hajmi
ΔV
boʻlgan porshenli havo nasosi
V
hajmli idishdan havoni soʻrib
olmoqda. Idishdagi boshlangʻich bosim
p
0
atmosfera bosimiga teng. Nasos
N
marta soʻrgandan keyin idishda
p
N
bosim qanday boʻladi? Temperaturani
oʻzgarmas deb hisoblash mumkin.
340.
Avtomobil shinasidagi havo bosimi
t
1
=14°C
temperaturada
p
1
=500 kPa
ga
teng. Avtomobil harakatlanishi tufayli shinasidagi temperatura
t
2
=57°C
gacha
koʻtarilgan boʻlsa, shinaning yoʻlga tegib turgan yuzasi necha marta
kamayadi? Shina hajmining oʻzgarishini hisobga olmang.
341.
Gaz quvuri orqali metan (CH
4
) gazi
t=17°C
temperaturada
p=2,0·10
6
Pa
bosim ostida oʻtmoqda.
τ=1 soat
vaqt davomida
m=32 kg
massali gaz
58
koʻchiriladi. Gaz quvurining koʻndalang kesim yuzasi
S=6,0 cm
2
. Quvurdagi
gaz harakati tezligini aniqlang.
342.
Rasmda keltirilgan jarayonni
p, T
va
p, V
koordinatali grafigini chizing. Gaz
massasi doimiy.
343.
Rasmda koʻrsatilgan idel gaz jarayonini
p, T
va
V, T
koordinata oʻqlaridagi
grafigini chizing. Gaz massasi oʻzgarmas.
342-masalaga.
343-masalaga.
344-masalaga.
344.
Rasmda koʻrsatilgan idel gaz jarayonini
p, T
va
V, T
koordinata oʻqlaridagi
grafigini chizing. Gaz massasi oʻzgarmas. Grafikning 1-2 va 3-4 qismlari
izotermik jarayonga mos keladi.
345.
Ideal gazning 1 va 2 holatlardagi hajmlarini taqqoslang (rasmga qarang). Gaz
massasi oʻzgarmas.
346.
Rasmda koʻrsatilgan jarayonda ideal gazning bosimi qanday oʻzgaradi?
Grafikda bosim eng kichik va eng katta boʻladigan nuqtalarni koʻrsating.
345-masalaga.
346-masalaga.
347-masalaga.
347.
Rasmda koʻrsatilgan jarayonda ideal gazning temperaturasi qanday oʻzgaradi?
Grafikda temperatura eng katta qiymatga erishadigan nuqtani koʻrsating
(grafik yechimni koʻrsating).
348.
Gazli silindrning porsheni silindr devori bilan tigʻiz boʻlmaganligi sababli gaz
tashqariga chiqib turadi. Rasmda grafikda izobarik jarayonda gaz hajmining
temperaturaga bogʻliqligi koʻrsatilgan. Jarayonning yoʻnalishini koʻrsating.
59
349.
Agar 2 va 4 holatlar bir izotemada yotsa, 2 holatda ideal gazning tempera-
turasini aniqlang (rasmga qarang). 1 va 3 holatlar temperaturalari
T
1
va
T
3
berilgan.
350.
Quyidagi qonun boʻyicha kengaygan gaz qizadimi yoki soviydimi: a)
pV
2
=const
; b)
p=const;
c)
p/V=const
?
351.
Bir mol ideal gaz 1 holatdan 2 holatga oʻtadi (rasmga qarang). Oʻtish
jarayonida gazning
T
max
eng katta temperaturasini aniqlang.
348-masalaga.
349-masalaga.
351-masalaga.
352.
Yer sirtida turgan
V=800 m
3
hajmli aerostat qobigʻi oʻz hajmining
α=7/8
qismicha
t
1
=17°C
temperaturali vodorod bilan toʻldirildi. Aerostat biror
balandlikka koʻtarildi, bunda bosim
p
2
=80 kPa
va temperatura
t
2
=-3°C
boʻldi.
Gaz kengayishi tufayli aerostat koʻtarilishda qancha vodorod yoʻqotgan? Yer
sirtida atmosfera bosimi
p
1
=100 kPa
.
353.
Havo shariga geliy oʻrniga vodorod toʻldirilsa, sharning koʻtarish kuchi
qanday oʻzgaradi? Shar qobigʻining massasini hisobga olmaslik mumkin.
354.
Silindrda uning
S=100 cm
2
yuza va
m
1
=50 kg
massaga ega porsheni ostida
t
1
=7°C
temperaturali havo mavjud. Porshen silindr tubidan
h
1
=60 cm
balandlikda joylashgan. Havo va silindr
t
2
=47°C
temperaturagacha qizdirildi
va porshen ustiga
m
2
=100 kg
tosh qoʻyildi. Porshen qanday masofaga tushadi
yoki koʻtariladi? Atmosfera bosimi
p
0
=100 kPa
, silindr va porshen orasidagi
ishqalanishni hisobga olmang.
355.
V=80 m
3
hajmli xonaning temperaturasi
t
1
=15°C
dan
t
2
=27°C
gacha
koʻtarilganda nechta havo molekulasi xonadan chiqib ketadi? Atmosfera
bosimi
p
0
=100 kPa
.
356.
Tarozi pallalariga ikkita bir xil idish qoʻyildi. Idishlardan biri quruq havo
bilan, ikkinchisi esa nam (suv bugʻi mavjud boʻlgan) havo bilan toʻldirilgan.
Ikkala idishda temperatura va bosim bir xil. Qaysi idish ogʻir?
357.
Hajmi
V=1,0 l
boʻlgan idishda
m=0,28 g
massali azot bor. Azot
t=1500°C
temperaturagacha qizdirildi, bunda azot molekulalarining 30 % atomlarga
dissotsiatsiyalandi. Idishdagi bosimni aniqlang.
60
358.
Idishda azot va vodorod aralashmasi bor. Boshlangʻich
T
temperaturada azot
butunlay atomlarga dissotsiatsiyalandi, vodorodning dissotsiatsiyalanishini
hisobga olmaslik mumkin.
2T
temperaturagacha qizdirilganda ikkala gaz
butunlay atomlarga dissotsiatsiyalandi va idishdagi bosim esa boshlangʻich
bosim bilan deyarli farqlanmadi. Aralashmadagi azot va vodorodning
massalari qanday munosabatda?
359.
Balandligi
h=5,0 m
boʻlgan germetik berk bak suv bilan toʻldirildi. Uning
tubida havo pufakchasi mavjud. Bak tubidagi bosim
p=0,15 MPa
. Agar
pufakcha qalqib chiqsa, bak tubidagi bosim qanday boʻladi? Bak devorlari
absolyut qattiq, suv esa siqilmaydi.
360.
Suvning siqilishi (bosim 1 Pa ga ortishi bilan hajmning nisbiy kamayishi)
β=5,0·10
-10
Pa
-1
ga teng. Oldingi masalani yechishda silindr asosining
S
yuzasi qanday boʻlganda suvni haqiqatdan siqilmaydi deb hisoblash mumkin
boʻladi? Pufakchaning boshlangʻich hajmi
V
0
=15 mm
3
.
361.
Balandligi
h=5,0 m
boʻlgan germetik berk bak suv bilan toʻldirildi. Uning
tubida ikkita bir xil havo pufakchasi mavjud. Bak tubidagi bosim
p
0
=0,15
MPa
. Agar bir pufakcha qalqib chiqsa, bak tubidagi bosim qanday boʻladi?
Ikkala pufakcha ham qalqib chiqsachi? Bak devorlari absolyut qattiq, suv esa
siqilmaydi.
362.
Agar havo shari qobigʻining har 1 m
2
yuzasining massasi
m
0
=50 g
boʻlsa,
geliy bilan toʻldirilgan havo shari koʻtarila olishi uchun uning radiusi qanday
boʻlishi kerak? Havoning temperaturasi
t=27°C
, bosimi
p
0
=100 kPa
.
363.
Gazli ballon issiqlik oʻtkazmaydigan kichik teshikka ega toʻsiq bilan ikki
qismga ajratildi. Toʻsiqning ikki tomonida har doim
T
1
va
T
2
temperatura
saqlab turiladi. Qismlardagi gazning
p
1
va
p
2
bosimlari orasidagi munosabatni
aniqlang. Toʻsiqning teshigi shunday kichikki, undan faqat gaz molekulalari
oʻtishi mumkin.
364.
Germetik berk gorizontal silindr oʻrtasida
m
massali porshen muvozanatda
turibdi (rasmga qarang). Silindrning har qaysi yarmida ν mol miqdorda
T
temperaturali ideal gaz bor. Porshenning kichik tebranishlari davrini toping.
Tebranish davomida
T=const
va ishqalanish yoʻq deb hisoblang.
Do'stlaringiz bilan baham: |