حل مراجعة الدرس

10. الضغط والقوة. افترض أن لديك صندوقين، أبعاد الأول 20cm×20cm×20cm وأبعاد الثاني 20cm×20cm×40cm. قارن بين:

a. ضغطي الهواء في المحيط الخارجي لكل من الصندوقين.

ضغطي الهواء متساويين على الصندوق.

b. مقداري القوة الكلية للهواء المؤثرة في كل من الصندوقين.

لذلك تكون القوى الكلية للهواء أكبر على الصندوق ذي المساحة الأكبر ولأن المساحة السطحية للصندوق الثاني ضعف المساحة السطحية للصندوق الأول لذلك تكون القوى الكلية علية ضعف القوى الكلية على الصندوق الأول.

بما أن: F = pA

11. علم الأرصاد الجوية. يتكون منطاد الطقس الذي يستخدمه الراصد الجوي من كيس مرن يسمح للغاز في داخله بالتمدد بحرية، إذا كان المنطاد يحتوي على 25 m³ من غاز الهيليوم وأطلق من منطقة عند مستوى سطح البحر، فما حجم الغاز عندما يصل المنطاد ارتفاع 2100 m، حيث الضغط عند ذلك الارتفاع 0.85x10⁵pa؟ افترض أن درجة الحرارة ثابتة لا تتغير.

$\begin{array}{r}{\mathrm{V}}_2=\frac{P_1{V}_1}{P_2}\\ =\frac{1.013\times {10}^5\times 25.0}{0.82\times {10}^5}=3.1\times {10}^1=31.0 {\mathrm{m}}^3\end{array}$

12. انضغاط الغاز. تحصر آلة احتراق داخلي في محرك كمية من الهواء حجمها 0.0021 m³ عند ضغط يعادل الضغط الجوي ودرجة حرارة 303 k، ثم تضغط الهواء بسرعة ليصل إلى ضغط مقداره 20.1x10⁵pa، وحجم 0.0003 m³، ما درجة الحرارة النهائية للهواء المضغوط؟

${\mathrm{T}}_2=\frac{T_{1}P{Y}_2}{P{Y}_1}=\frac{303\times 20.1\times {10}^5\times 0.0003}{1.013\times {10}^5\times 0.0021}=9\times {10}^2 K$

13. الكثافة ودرجة الحرارة. إذا كانت درجة الحرارة الابتدائية للماء $˚C$0، فكيف تتغير كثافة الماء إذا سُخّن إلى $˚C$4، وإلى $˚C$8؟

عندما يسخن الماء من $˚C$0 تزداد كثافته حتى تصل إلى قيمتها العظمى عند $˚C$4 وتتناقص كثافة الماء عند الاستمرار في التسخين حتى $˚C$8.

14. الكتلة المولية المعيارية. ما حجم 1 mol من الغاز عند ضغط يعادل الضغط الجوي ودرجة حرارة تساوي 273 k؟

$\begin{array}{r}\mathrm{V}=\frac{nRT}{P}\\ =\frac{1.00\times 8.31\times 273}{1.013\times {10}^5}=0.0224 {\mathrm{m}}^3\end{array}$

15. الهواء في الثلاجة. ما عدد مولات الهواء الموجودة في ثلاجة سعتها 0.635 m³ عند $˚C$2؟ وما مقدار كتلة الهواء في ثلاجة إذا كان متوسط الكتلة المولية للهواء 29 g/mol؟

$\begin{array}{r}\mathrm{n}=\frac{PV}{RT}\\ =\frac{1.013\times {10}^5\times 0.635}{8.31\times 275}=28.1\mathrm{mol}\\ \mathrm{m}=\mathrm{nM}=28.1\times 29=0.81\mathrm{kg}\\ \end{array}$

16. التفكير الناقد. الجزيئات المكونة لغاز الهيليوم صغيرة جداً مقارنة بالجزيئات المكونة لغاز ثاني أكسيد الكربون، ماذا يمكن أن تستنتج حول عدد الجزيئات في عينة من غاز ثاني أكسيد الكربون حجمها 2 l مقارنة بعدد الجزيئات في عينة من غاز الهيليوم حجمها 2 l إذا تساوت العينتان في درجة الحرارة والضغط؟

هناك عددان متساويان من الجسيمات في العينتين في الغاز المثالي لا يؤثر حجم الجسيمات في حجم الغاز أو ضغط.