ความหนาแน นของก าซท อ ณหภ ม ต างๆ
- 1. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน ฟ สิ ก ส บทที่ 10 ความร อ น ตอนที่ 1 ความรอน พลังงานความรอนที่ใชเปลี่ยนอุณหภูมิ หาคาไดจาก υQ = c m υt หรอ ื υQ = C υt เมือ ่ υ Q = พลงงานความรอน (จล) ั ู c = คาความจความรอนจาเพาะ (จล/กิโลกรัม.เคลวน) ุ ํ ู ิ υt = อุณหภูมิที่เปลี่ยนไป ( K หรือ oC ) m = มวล (กิโลกรัม) C = คาความจความรอน (จล / เคลวน) ุ ู ิ 1. จงหาพลังงานความรอนที่ทําใหเหล็กมวล 200 กรัม ทอณหภมิ 20 องศาเซลเซียส มี ่ี ุ ู อณหภมสงขนเปน 60 องศาเซลเซียส ุ ู ิ ู ้ึ ( กําหนด คาความจุความรอนจําเพาะของเหล็กเทากับ 450 J /kg.K ) ( 3600 จล ) ู วธทา ิี ํ 2. ใหพลังงานความรอนแกตะกั่ว 252 จล ถาตะกั่วมีมวล 1 กิโลกรัม จะมีอุณหภูมิสูงขึ้นเทาใด ู (ความจความรอนจาเพาะของตะกว = 126 จล/กิโลกรัม.เคลวน) ุ ํ ่ั ู ิ (2 K(oC)) วธทา ิี ํ 3. ใหพลังงานความรอนขนาด 3000 จล กับเหล็กทอนหนึ่ง ปรากฏวาเหล็กมีอุณหภูมิสูงขึ้น ู จาก 30 องศาเซลเซียส เปน 80 องศาเซลเซียส จงหามวลของเหล็กกอนนี้ (กําหนด เหลกมคาความจความรอนจาเพาะ 0.500 กิโลจูล/กิโลกรัม.เคลวน) (0.12 kg) ็ ี ุ ํ ิ วธทา ิี ํ 30
- 2. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 4. ยิงกระสุนปนทองแดง กระสุนกระทบเปาดวยความเร็ว 385 m/s กระสุนจะหยุดทันทีที่ชน เปาถา 3 ใน 4 ของพลังงานจลนเปลี่ยนเปนพลังงานความรอน จงหาวากระสุนปนจะมี อณหภมเิ พมเปนเทาใด ถาเดิมกระสุนมีอุณหภูมิ 27oC ุ ู ่ิ กําหนด คาความจความรอนจาเพาะของทองแดง 0.385 kJ / kg.K ุ ํ (171.38oC) วธทา ิี ํ 5. น้าตก ตกจากหนาผาสูง 50 m ปรากฏวาพลังงานศักยเปลี่ยนเปนพลังงานความรอนเพียง ํ 50 % ถาคาความจุความรอนจําเพาะของน้ําเทากับ 4.180 kJ/kg.k ถามวาน้ําจะมีอุณหภูมิ สูงขึ้นจากเดิมกี่องศาเซลเซียส ( 0.059 ) วธทา ิี ํ พิจารณาการเปลี่ยนแปลงจากน้ําแข็งเปลี่ยนเปนน้ํา และจากน้ําเดือดกลายเปนไอตอ อุณหภูมิระหวางการเปลี่ยนแปลงเปนดังนี้ อุณหภูมิ ( o ) ไอน้า ํ 100 น้ํา 0 เวลา น้ําแข็ง 31
- 3. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน การเปลี่ยนแปลงจาก ของแขง ไปเปนของเหลว และจากของเหลวไปเปนไอ ทุกขันตอน ็ ้ จะเปนการเปลยนแปลงแบบดดความรอน ่ี ู ( ถาเปลี่ยนยอนกลับ จากไอเปนของเหลว หรือจากของเหลวเปนของแข็ง จะเปน การเปลี่ยนแปลงแบบคายความรอน ) พลังงานความรอนที่ดูดเขาไปในชวงเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเปนของเหลว ( ชวง ในรูปภาพ ) จะใชไปเพื่อสลายแรงดึงดูดระหวางโมเลกุลของแข็ง ทําใหโมเลกุลของ แข็งถอยหางออกจากกัน แลวของแข็งจะเกิดการเปลี่ยนสถานะเปนของเหลว พลัง งานที่ใชเปลี่ยนสถานะชวงนี้ เรียก ความรอนแฝงสาหรบการหลอมเหลว ํ ั พลังงานความรอนที่ดูดเขาไปในชวงเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเปนไอ ( ชวง ในรูป ) จะใชไปเพื่อสลายแรงดึงดูดระหวางโมเลกุลของเหลว ทําใหโมเลกุลของเหลวถอยหาง ออกจากกัน แลวของเหลวจะเกิดการเปลี่ยนสถานะเปนไอ พลังงานที่ใชเปลี่ยนสถานะ ชวงนี้ เรียก ความรอนแฝงสําหรับการกลายเปนไอ พลังงานความรอนที่ใชเปลี่ยนสถานะ หรือ ความรอนแฝง สามารถหาคาไดจาก υQ = m.L เมือ υQ = พลงงานความรอน (จล) ่ ั ู m = มวล (กิโลกรัม) L = คาความรอนแฝงจําเพาะ (จล/กิโลกรัม) ู 6. น้ําแข็งมวล 5 kg อุณหภูมิ 0oC เปลี่ยนเปนน้ําที่ 0oC ตองใชพลังงานความรอนเทาใด กําหนด คาความรอนแฝงจาเพาะของการหลอมเหลวของนา 333 kJ / kg ํ ํ้ (1665 kJ) วธทา ิี ํ 7. ถาจะทําใหน้ํา 100oC มวล 5 kg เปลี่ยนเปนไอน้ําหมดที่ 100oC ตองใชความรอนเทาใด กําหนด คาความรอนแฝงจําเพาะการกลายเปนไอของน้ํา 2256 kJ / kg (11280 kJ) วธทา ิี ํ 32
- 4. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 8. ใหพลังงานความรอนแกน้ําแข็ง (0oC) มวล 2 กิโลกรัม เปนปริมาณเทาไร เพอใหนาแขง ่ื ํ้ ็ กลายเปนน้ําและเหลือน้ําแข็ง 0.5 กิโลกรัม ใหความรอนแฝงจาเพาะของนาแขง 336 kJ/ kg ํ ํ้ ็ 1. 504 kJ 2. 336 kJ 3. 168 kJ 4. 94 kJ (ขอ 1) วธทา ิี ํ 9(En 44/2) จงหาปรมาณความรอนททาใหนาแขงมวล 100 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ิ ่ี ํ ํ้ ็ กลายเปนน้ํามวล 100 กรัม อุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียส กําหนดใหความจุความรอนจําเพาะ ของน้ําเทากับ 4200 จูลตอกิโลกรัม เคลวน และความรอนแฝงจําเพาะของการหลอมเหลว ิ ของน้ําแข็งเทากับ 333 กิโลจูลตอกิโลกรัม 1. 33.7 kJ 2. 37.5 kJ 3. 75.3 kJ 4. 4233 kJ (ขอ 2) วธทา ิี ํ 10. ตองการทาใหนาแขง 1 kg อุณหภูมิ –10o C เปลี่ยนเปนน้ํา 10oC ตองใชพลังงานความ ํ ํ้ ็ รอนเทาใด กําหนด คาความจความรอนจาเพาะของนาแขง 2.1 kJ/kg.k ุ ํ ํ้ ็ คาความรอนแฝงจาเพาะการหลอมเหลวของนา 333 kJ/kg ํ ํ้ คาความจความรอนจาเพาะของนา 4.2 kJ/kg.k ุ ํ ํ้ (396 kJ) วธทา ิี ํ 33
- 5. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 11. นําเหล็กมวล 1 kg อุณหภูมิ 60oC ใสในน้ํา 1 kg อุณหภูมิ 0oC ในเวลาตอมา อุณหภูมิของน้ําและเหล็กเทากัน อยากทราบวาอุณหภูมินี้มีคาเทาใด ถาความจุความรอน จําเพาะของน้ําและเหล็กมีคา 4180 และ 500 J/kg.k ตามลําดับ (6.41oC) วธทา ิี ํ 12. กอนอะลูมิเนียมมวล 200 กรัม อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส อยูในภาชนะที่เปนฉนวน เมอเทนาแขงอณหภมิ 0 องศาเซลเซียส มวล 70 กรัม ลงในภาชนะ จากนั้นปดภาชนะดวย ่ื ํ้ ็ ุ ู ฝาฉนวน อุณหภูมิสุดทายภายในภาชนะเปนเทาใด ( กําหนด คาความจุความรอนจําเพาะของอลูมเิ นียม = 0.9 KJ /kg.K คาความจุความรอนจําเพาะของน้า = 4.2 KJ /kg.K ํ คาความรอนแฝงของการหลอมเหลวของนา = 333 KJ / Kg ) ํ้ ( 64.7o ) วธทา ิี ํ 34
- 6. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 13. ลกแซคเปนเครองดนตรชนดหนงทใชเ ขยาเปนจงหวะ การเขยาลูกแซคจนจบเพลง ู ่ื ี ิ ่ึ ่ี ั อุณหภูมิภายในลูกแซคจะเปลี่ยนแปลงหรือไม อยางไร ( อุณหภูมิเพิ่มขึ้น ) วธทา ิี ํ 14. แทงเหล็กมวล 5 กิโลกรัม และ 10 กิโลกรัม จะมีคาความรอนและคาความจุความรอน จาเพาะเทากนหรอตางกน อยางไร ํ ั ื ั ( เทากัน ) วธทา ิี ํ 15. A กบ B เปนวัตถุชนิดเดียวกัน แต A มีมวลมากกวา B ถา A และ B อยในทเ่ี ดยวกนขอใดถก ั ู ี ั ู ก. A มความรอนมากกวา B ี ข. A และ B มีความรอนเทากัน ค. A และ B มอณหภมเิ ทากน ีุ ู ั ง. ขอ ก. และ ค. ถูก (ขอ ง) วธทา ิี ํ การนาความรอน คือ การสงผานความรอนโดยโมเลกุลของตัวกลางที่สงผานความรอนไม ํ ไดเคลื่อนที่ไปพรอมกับความรอนที่สงผาน การพาความรอน คือ การสงผานความรอนโดยโมเลกุลของตัวกลางที่สงผานความรอน เคลื่อนที่ไปพรอมกับความรอนที่สงผาน การแผรงสีความรอน คือ การสงพลังงานความรอนโดยไมตองอาศัยตัวกลาง เชน การสง ั พลังงานความรอนขากดวงอาทิตยมาสูโลกของเรา เปนตน ⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦ ตอนที่ 2 สมบตของแกส ั ิ สมบัติของแกสจากการทดลอง กฏของบอยส กลาววา "เมออณหภมและมวลของแกสคงท่ี ปรมาตรของแกสจะแปรผก ่ื ุ ู ิ ิ ผันกับความดันของแกสนั้น" เขียนเปนสมการจะได P1V1 = P2V2 เมือ P1 = ความดนตอนแรก ่ ั V1 = ปรมาตรตอนแรก ิ P2 = ความดนตอนหลง ั ั V2 = ปรมาตรตอนหลง ิ ั ควรระวัง สูตรนีใชไดเมืออุณหภูมิ และ มวลแกสคงที่ ้ ่ 35
- 7. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน กฏของชาลล กลาววา "เมื่อความดัน และมวลของแกสคงท่ี ปริมาตรของแกสใดๆ จะ แปรผนตรงกบอณหภมเิ คลวน" ั ั ุ ู ิ V1 V2 เขียนเปนสมการจะได T1 ν T2 เมือ T1 = อุณหภูมเิ คลวินตอนแรก ่ V1 = ปรมาตรตอนแรก ิ T2 = อุณหภูมิเคลวินตอนหลัง V2 = ปรมาตรตอนหลง ิ ั ควรระวัง สตรนใชไดเ มอ ความดัน และ มวลแกสคงที่ ู ้ี ่ื กฏรวมของแกส เมอเรานากฏของบอลย และ กฏของชาลล มารวมกัน ่ื ํ PV P2V จะไดกฏรวมของแกส คือ 11 T1 = T 2 2 ควรระวัง สูตรนี้ใชไดเมื่อมวลของแกสที่มีคงที่เทานั้น หากมวลของแกสไมคงที่ ตองใชสมการ P1V1 P2V2 m1T1 = m2T2 เมือ P1 , P2 = ความดนตอนแรกและตอนหลง (atm , N/m2 , Pascal ,.) ่ ั ั V1 , V2 = ปรมาตรตอนแรก และตอนหลัง (m3 , Lit , …) ิ T1 , T2 = อุณหภูมตอนแรก และตอนหลัง (K) ิ m1 , m2 = มวลตอนแรก และตอนหลัง (g , kg , …) หากมความหนาแนนของแกสมาเกยวของ ตองใชสมการ ี ่ี P1 P ≥1T1 = ≥2 2T2 เมือ ≥1 , ≥2 = ความหนาแนนตอนแรก และตอนหลัง (kg/m3 , g/cm3 ,.) ่ 16(มช 42) อากาศปริมาตร 2 ลูกบาศกฟุต อุณหภูมิ 17oC เคลอนผานพนผวทมอณหภมิ 77oC ่ื ้ื ิ ่ี ี ุ ู ถาความดันอากาศไมเปลี่ยนแปลงปริมาตรอากาศจะกลายเปนกี่ลูกบาศกฟุต (ขอ 3) 1. 0.4 2. 1.7 3. 2.4 4. 9.0 วธทา ิี ํ 36
- 8. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 17. ความดันแกสในภาชนะปดอันหนึ่งเปน 8x105 N/m2 ทอณหภมิ 27oC ถาอุณหภูมิเพิ่ม ่ี ุ ู ขึ้น อก 900oC ความดันในระบบจะเปนเทาใด ี (32x105 N/m2) วธทา ิี ํ 18(มช 45) แกสชนิดหนึ่งมีปริมาตร 1x10–3 ลูกบาศกเมตรที่ 27oC ความดัน 1 บรรยากาศ ขยายตวจนมปรมาตรเปน 1.5x10–3 ลูกบาศกเมตร และความดันเปน 1.1 บรรยากาศ ั ี ิ จงหาอุณหภูมิสุดทายของแกสนี้วาเปนกี่องศาเซลเซียส (ขอ 4) 1. 49.5 2. 495 3. 22.2 4. 222 วธทา ิี ํ 19. ที่ 0oC ความดัน 1 atm อากาศ 1 ลิตร มีมวล 1.29 g และที่อุณหภูมิ 27oC ความดัน 2 atm อากาศมวล 2.73 g จะมีปริมาตรกี่ลิตร (1.16 ลิตร) วธทา ิี ํ 20(En 32) ถาความหนาแนนของแกสที่อุณหภูมิ 27oC ความดัน 1 บรรยากาศ มีคาเทากับ 1.3 กิโลกรัม/ลูกบาศกเมตร จงคานวณหาความหนาแนนของแกสนทอณหภมิ 127oC และ ํ ้ี ่ี ุ ู มีความดัน 2 บรรยากาศ (ขอ 3) 1. 0.55 kg/m3 2. 0.81 kg/m3 3. 1.95 kg/m3 4. 2.35 kg/m3 วธทา ิี ํ 37
- 9. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 21. ฟองอากาศปริมาตร 20 cm3 อยูกนทะเลสาบลึก 40 m และมอณหภมิ 2oC ถาฟองอากาศ ีุ ู ลอยขนสผวนาซงมอณหภมิ 27oC จงหาปริมาตรของฟองอากาศซึ่งอยูที่ผิวน้ําพอดี (109 cm3) ้ึ ู ิ ํ้ ่ึ ี ุ ู กําหนด ความหนาแนนของนา = 1x103 kg/m3 และ ความดันบรรยากาศ = 1x105 N/m2 ํ้ วธทา ิี ํ สมการทใชคานวณเกยวกบการผสมแกส ่ี ํ ่ี ั Pรวม . Vรวม = P1V1 + P2 V2 + … nรวม . tรวม = n1t1 + n2 t2 + … เมือ n = จานวนโมลแกส ่ ํ และ t = อุณหภูมิ (oC) 22. ถัง A มปรมาตร 40 cc บรรจแกสความดน 80 mm–Hg และ ถัง B มปรมาตร 60 cc บรรจุ ี ิ ุ ั ี ิ แกสความดัน 70 mm-Hg โดยที่ถังทั้งสองมีทอตอกันและมีลิ้นปดเปดอยู เมือเปดทอใหแกส ่ ผสมกันแลวแกสจะมีความดันเทาใด (74 mm-Hg) วธทา ิี ํ 38
- 10. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 23 (En 42/1) แกสฮีเลียมบรรจุในถังสองใบซึ่งเชื่อมตอกันผานวาลว ถังแรกมีความดัน 2 บรรยากาศ ปรมาตร 10 ลิตร ถังที่สองมีความดัน 3 บรรยากาศ ปรมาตร 15 ลิตร ิ ิ ถาเปดวาลวใหแกสรวมกัน โดยไมมีการถายเทความรอน จากนอกระบบความดันของแกส ผสมเปนกี่บรรยากาศ (2.60) วธทา ิี ํ 24(มช 38) ผสมแกสฮีเลียม 2 โมล อุณหภูมิ 60oC กับแกสอารกอน 1 โมล อุณหภูมิ 30oC จงหาวาอุณหภูมิผสมเปนเทาใด (ขอ 3) 1. 40oC 2. 45oC 3. 50oC 4. 55oC วธทา ิี ํ 25. เมื่อนําแกสฮีเลียม 5 mol ที่ 40oC และแกสนีออน 3 mol ที่ 20oC กับแกสอารกอน 4 mol ที่ 25oC มาผสมกัน จงหาอุณหภูมิของแกสผสม (30oC) วธทา ิี ํ สมการสถานะ PV = n R T ถา R = คานจของแกส = 0.0821 Lit atm / mol.K ิ P = ความดันแกส (atm) V = ปรมาตรแกส (Lit) ิ ถา R = คานจของแกส = 8.31 N.m / mol.K ิ P = ความดันแกส (N/m2) V = ปรมาตรแกส (m3) ิ 39
- 11. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน g N n =m = 6.02x1023 g = มวล (กรัม) 1 m3 = 1000 Lit m = มวลโมเลกุล 1 Lit = 1000 cm3 N = จานวนโมเลกล ํ ุ 1 atm = 1.01 x 105 N/m2 26. ภาชนะ 2 ลิตร บรรจแกส CO2 มความดน 20.5 atm ทอณหภมิ –23oC มกโมล ุ ี ั ่ี ุ ู ี ่ี 1. 4.0 โมล 2. 3.0 โมล 3. 2.0 โมล 4. 1.0 โมล (ขอ 3) วธทา ิี ํ 27. แกส (ก) 1 mol กับแกส (ข) 1 mol บรรจในกลองเดยวกนซงมปรมาตร 1 m3 โดยไมทา ุ ี ั ่ึ ี ิ ํ ปฏิกิริยากันที่ 27oC ความดนแกสในกลองเปนเทาใด ั (4986 N/m2) วธทา ิี ํ 28. มีแกสอยู 4 โมล บรรจในภาชนะ 8.31 ลิตร ถาแกสมอณหภมิ 27oC จะมความดนเทาไร ุ ีุ ู ี ั 1. 1.0 x 106 N/m2 2. 1.1 x 106 N/m2 3. 1.2 x 106 N/m2 4. 1.4 x 106 N/m2 (ขอ 3) วธทา ิี ํ 29. ถังบรรจุแกสออกซิเจน 560 ลิตร อณหภมิ 273 เคลวิน ความดัน 1 บรรยากาศ จงหามวล ุ ู ของออกซิเจนในถงน้ี ั (800 กรัม) วธทา ิี ํ 40
- 12. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 30. แกส N2 100 cm3 ทอณหภมิ 0oC ความดน 2 atm มกโมเลกล ่ี ุ ู ั ี ่ี ุ (ขอ 3) 1. 6.02 x 1023 2. 1.25 x 1020 3. 5.37 x 1021 4. 4.20 x 1015 วธทา ิี ํ 31. แกส N2 จํานวน 4.8 x 1024 โมเลกุล บรรจในภาชนะ 67.2 ลิตร ท่ี 0oC มความดันเทาไร ุ ี 1. 3.3 atm 2. 2.6 atm 3. 2.1 atm 4. 1.6 atm (ขอ 2) วธทา ิี ํ 32(En 43/1) ถาอณหภมภายในหองเพมขนจาก 27oC เปน 37oC และ ความดันในหองไมเ ปลยน ุ ู ิ ่ิ ้ึ ่ี แปลงจะมีอากาศไหลออกจากหองกี่โมล หากเดิมมีอากาศอยูในหองจํานวน 2000 โมล 1. 65 2. 940 3. 1620 4. 1940 (ขอ 1) วธทา ิี ํ 41
- 13. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 33. แกสออกซเิ จนในถงทมปรมาตร 40 ลกบาศกเ ดซเิ มตร เดมมความดน 20 บรรยากาศ ั ่ี ี ิ ู ิ ี ั และมอณหภมิ 27 องศาเซลเซียส ตอมาแกสรวไปบางสวนจนมความดน 4.0 บรรยากาศ ีุ ู ่ั ี ั และมอณหภมิ 20 องศาเซลเซียส จงหาวาแกสรวไปกกโลกรม ีุ ู ่ั ่ี ิ ั ( กําหนด ออกซิเจน 1 โมลมีมวล 32 กรม ) ั ( 0.827 กิโลกรัม) วธทา ิี ํ ⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦ ตอนที่ 3 ทฤษฏจลนของแกส ี เพอความสะดวกในการศกษาเรองราวเกยวกบแกส นกวทยาศาสตรจงไดสรางแบบ ่ื ึ ่ื ่ี ั ั ิ ึ จาลองของแกสในอดมคตขน ซงมความดงน้ี ํ ุ ิ ้ ึ ่ึ ี ั 1) แกสประกอบดวยโมเลกลจานวนมาก ทุกโมเลกุลมีลักษณะเปนกอนกลมที่มีขนาด ุ ํ เทากน มความยดหยนสง ดงนนโมเลกลเหลานจะชนผนงและกระดอนแบบยดหยน ั ี ื ุ ู ั ้ ั ุ ้ี ั ื ุ 2) ถอวาปรมาตรรวมของโมเลกลทกตวนอยมาก เมอเปรยบเทยบกบปรมาตรของกาซ ื ิ ุ ุ ั ่ื ี ี ั ิ ทงภาชนะ จงสามารถตดปรมาตรของโมเลกลทงไปได ้ั ึ ั ิ ุ ้ิ 3) ไมมแรงใดๆ กระทาตอโมเลกลไมวาจะเปนแรงผลกหรอแรงดด หรอแมกระทงแรง ี ํ ุ ั ื ู ื ่ั โนมถวงโลกทกระทาตอโมเลกลดวย ่ี ํ ุ 4) โมเลกลทกโมเลกลจะเคลอนทเ่ี ปนเสนตรงแบบสบสนไรทศทาง และอาจเปลยนแนว ุ ุ ุ ่ื ั ิ ่ี การเคลอนทไดหากไปชนใสผนงภาชนะหรอชนกบโมเลกลแกสดวยกนเอง เรยกการ ่ื ่ี ั ื ั ุ ั ี เคลอนทแบบนวา การเคลอนทแบบบราวนเ นยน ่ื ่ี ้ี ่ื ่ี ี และนกวทยาศาสตรยงสามารถหาความสมพนธระหวางความดนกบพลงานจลนเ ฉลยของ ั ิ ั ั ั ั ั ั ่ี โมเลกุลแกสได ดงน้ี ั P V = 1 N m v2 3 หรอ P V = 2 N m E k ื 3 34. เหตใดแกสจงฟงกระจายเตมภาชนะทบรรจุ และ สามารถบบอดใหมปรมาตรนอยลงกวา ุ ึ ุ ็ ่ี ี ั ี ิ เดมไดมาก ( เพราะแรงดึงดูดระหวางโมเลกุลแกสมีนอย โมเลกุลแกสจึงฟุงกระจายไดเต็มภาชนะ ิ บรรจุ และ โมเลกุลแกสจะอยูหางกัน ทีวางระหวางโมเลกุลมีมาก ดังนันเมือเราทําการบีบ ่ ้ ่ อัดโมเลกุลจะเบียดชิดเขาใกลกันได จึงทําใหปริมาตรของแกสโดยรวมลดลงได ) 42
- 14. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 35. เมออดแกสใหมปรมาตรลดลง ความดนของแกสจะเพมขนเพราะเหตใด ่ื ั ี ิ ั ่ิ ้ึ ุ ( เพราะเมื่อปริมาตรลดลง จะทําใหโมเลกุลพุงชนผนังภาชนะบรรจุแกสบอยขึ้น จึงทําให ความดันแกสที่กระทําตอภาชนะมีคาเพิ่มขึ้น ) ⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦ ตอนที่ 4 อตราเรวโมเลกลแกส ั ็ ุ Vrms = v 2 Vrms = 12 Ι 32 Ι 52 Ι 62 4 = 1 Ι 9 Ι 25 Ι 36 4 = 17.75 Vrms = 4.21 m/s 3RT 3kBT 3P Vrms = M Vrms = m Vrms = ″ เมือ Vrms ่ = อัตราเร็วรากทีสองของกําลังสองเฉลีย ่ ่ T = อุณหภูมิ (K) R = 8.31 N.m/mol.K kB = คานิจของโบสธมาล = 1.38 x 10–23 N.m/mol.K P = ความดันแกส (N/m2) ″ = ความหนาแนน (kg/m3) m = มวลแกส 1 โมเลกุล (kg) = มวลโมเลกุล x 1.66 x 10–27 kg M = มวลแกส 1 โมล (kg) = มวลโมเลกุล x 10–3 kg 36(En 39) สมมตวาสามารถทดลองวดคาอตราเรวของโมเลกล แตละตัวไดทงหมด 5 โมเลกุล ิ ั ั ็ ุ ้ั ไดการกระจายอัตราเร็วโมเลกุลดังตาราง จงหาคารากทีสองของกําลังสองเฉลียของอัตราเร็ว ่ ่ อตราเรวโมเลกล (เมตรตอวนาที) ั ็ ุ ิ 3 4 5 จํานวนโมเลกุล 2 2 1 1. 3.5 m/s 2. 3.9 m/s 3. 4.2 m/s 4. 4.5 m/s (ขอ 2) วธทา ิี ํ 43
- 15. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 37. จงหาอตราเรวของโมเลกุลแกสไฮโดรเจน (H2) ทอณหภมิ 27oC ั ็ ่ี ุ ู (1934 m/s) วธทา ิี ํ 38. จงหา Vrms ของโมเลกุลของแกสออกซิเจน (O2) ทีมอณหภูมิ 300 เคลวิน ่ ีุ (483 m/s) วธทา ิี ํ 39. อากาศทีอณหภูมปกติ มความหนาแนน 1.24 kg/m3 ทีความดัน 1 atm จงหาวาโมเลกุล ุ่ ิ ี ่ ของแกสจะมี Vrms เทาใด (1 atm = 1 x 105 N/m2) (491.87 m/s) วธทา ิี ํ 40. อัตราเร็วเฉลียของโมเลกุลไฮโดรเจนเทากับ 400 m/s ที่ 27oC ถาอุณหภูมเิ ปลียนเปน ่ ่ 927oC อตราเรวจะเปนเทาใด ั ็ (800 m/s) วธทา ิี ํ 44
- 16. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 41. แกสที่ 927oC แกสมีคา Vrms เปน 800 m/s ถาตองการใหแกสมีคา Vrms เปนครึงหนึง ่ ่ ของคาเดิม ตองทําใหมอณหภูมเิ ทาใด ีุ (27oC) วธทา ิี ํ ⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦ ตอนที่ 5 พลังงานจลนโมเลกุลแกส 3 E k = 2 kB T 3 E k = 2 PV N เมือ E k = พลังงานจลนเฉลี่ยของโมเลกุลแกส (J) ่ (มีคาเปนพลังงานจลนของแกส 1 โมเลกุล) kB = 1.38 x 10–23 N.m / mol.k T = อณหภมิ (K) ุ ู P = ความดัน (N/m2) Ekรวม = N Ek 3 V = ปริมาตร (m3) U = N 2 kB T 3 N = จํานวนโมเลกุลแกส U = 2 PV n คอ จํานวนโมลแกส ื U = 3 2 nRT R = 8.31 J / mol . K 42. พลังงานจลนเฉลี่ยของแกส 1 โมเลกุล ทอณหภมิ 27oC มีคากี่จูล ่ี ุ ู (ขอ ง) ก. 1.38 x 10–21 ข. 2.07 x 10–21 ค. 2.67 x 10–21 ง. 6.21 x 10–21 วธทา ิี ํ 45
- 17. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 43. บรรจุแกสในถังทีมปริมาตร 0.2 m3 ทีความดัน 104 N/m2 ภายใตภาวะนี้ แกสนี้ 0.2 m3 ่ ี ่ มี 0.6x1022 โมเลกุล อยากทราบวาพลังงานจลนเฉลี่ยของแตละโมเลกุลของแกสมีคาเทาใด วธทา ิี ํ (5x10–19 จล) ู 44. พลังงานของแกส 1 โมล ( 6.02 x 1023 โมเลกุล ) ทอณหภมิ 27oC มีคากี่จูล ่ี ุ ู ก. 3.7 x 103 ข. 7.4 x 103 ค. 11.1 x 103 ง. 14.8 x 103 (ขอ ก) วธทา ิี ํ 45. ณ.อุณหภูมิ 37oC แกสชนิดหนึง 2 โมล จะมีพลังงานเทาใด (R = 8.3 J/mol.K) (7719 J) ่ วธทา ิี ํ 46. จงหาพลังงานจลนเฉลี่ยของโมเลกุลแกสที่ 30oC (6.27x10–21 จูล) วธทา ิี ํ 46
- 18. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 47. จงหาพลังงานจลนของโมเลกุลแกสทั้งหมดซึ่งมีปริมาตร 2 ลิตร ความดัน 2.5 บรรยากาศ (กําหนด ความดัน 1 บรรยากาศ = 1.01 x 105 N/m2) (ขอ ง) ก. 1.7 x 102 จล ู ข. 3.4 x 102 จล ู ค. 3.8 x 102 จล ู ง. 7.6 x 102 จล ู วธทา ิี ํ 48. ถาพลังงานจลนเฉลี่ยของแกสในภาชนะปดเทากับ 6.3x10–21 จล และ จํานวนโมเลกุล ู ตอปริมาตรของแกสเทากับ 2.4x1025 โมเลกุลตอลูกบาศกเมตร จงหาความดันของแกสน้ี วธทา ิี ํ ( 1.008x105 N /m2 ) 49. แกสชนิดหนึงมีอณหภูมิ 300 K ถาจะใหแกสพลังงานจลนเฉลี่ยของโมเลกุลเพิ่มเปน 2 ่ ุ เทาของเดิมจะตองทําใหอณหภูมเิ ปนเทาใด ุ (600 K) วธทา ิี ํ 50. ถาพลังงานจลนเฉลี่ยของแกสเพิ่มขึ้น 25% จากพลังงานจลน ณ อุณหภูมิ 31oC ขณะ นันแกสมีอณหภูมเิ ปนเทาไร ้ ุ (107oC) วธทา ิี ํ 47
- 19. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 51. แกสตางชนิดกัน ถามีอณหภูมเิ ทากัน พลังงานจลนเฉลียของโมเลกุลเทากันหรือไม (เทากัน) ุ ่ วธทา ิี ํ 52. ถาความดันและปริมาตรของแกสเปลียนไปโดยจํานวนโมเลกุลและอุณหภูมคงตัว พลังงาน ่ ิ ภายในของระบบจะเปลียนแปลงหรือไม อยางไร ่ ( พลังงานภายในระบบจะแปรผันตรงกับผลคูณของความดันกับปริมาตร ) วธทา ิี ํ ⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦ ตอนที่ 6 พลังงานภายในระบบ 3 U = 2 NkB T เมือ ่ U = พลังงานภายในระบบ (พลังงานจลนรวม) (J) 3 U = 2 PV N = จํานวนโมเลกุล 3 U = 2 nRT kB = คาคงที่ของโบสชมาล = 1.38 x 10–23 J / mol.K T = อุณหภูมิ (K) P = ความดัน (N/m2) V = ปรมาตร (m3) ิ χQ = χU + χW χW = งานเนองจากการขยายตวของแกส ่ื ั χU = พลังงานภายในระบบทีเ่ พิมขึน ่ ้ χW = PχV 3 χU = 2 NkB χT χW = n R χT 3 χU = 2 n R χT 3 3 χU = 2 P2 V2 – 2 P1 V1 เมือ P คือ ความดันแกส (N/m2) ่ χV คือ ปริมาตรทีเ่ ปลียนแปลง ่ χT คือ อุณหภูมทเ่ี ปลียนไป ( K หรือ oC ) ิ ่ n คือ จํานวนโมล R = 8.31 J / mol.K 48
- 20. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 53. จงหาพลังงานภายในระบบของแกสไฮโดรเจนเมือ ่ ก. ปริมาณ 2 โมล ทอณหภมิ 27 องศาเซลเซียส ่ี ุ ู (7479 จูล) ข. ปริมาตร 10 ลิตร ความดัน 2 x 105 พาสคัล (3x103) วธทา ิี ํ 54. พลังงานภายในของแกสฮีเลียม 10 โมล จะเปลี่ยนไปเทาใด เมืออุณหภูมของแกสฮีเลียม ่ ิ เปลี่ยนไป 20 องศาเซลเซียส (2493 จูล) วธทา ิี ํ 55. แกสโมเลกุลอะตอมเดียวชนิดหนึงมีมวล 60 กรัม เมืออุณหภูมเิ ปลียนไป 10 K พลังงาน ่ ่ ่ ่ ของแกสนี้จะเปลี่ยนไปเทาไร กําหนดใหมวลโมเลกุลของแกสนี้ = 15 (498.6 J) วธทา ิี ํ 56. แกสปริมาตร 2 ลูกบาศกเมตร อุณหภูมิ 0oC ความดัน 105 N/m2 มีปริมาตรเพิมขึนเปน ่ ้ 12 ลูกบาศกเมตร มีความดันเดิม การขยายตัวนี้แกสทํางานไดกี่จูล (ขอ ก) ก. 1.0 x 106 ข. 1.2 x 106 ค. 2 x 106 ง. 4.0 x 106 วธทา ิี ํ 49
- 21. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 57. แกสในระบบขยายตัวดวยความดันคงที่ 2x105 N/m2 ในกระบวนการนี้วัดงานได 104 จล ู โดยพลังงานภายในระบบไมเปลี่ยนแปลงปริมาตรของระบบเปลี่ยนแปลงกี่ลูกบาศกเมตร ก. 0.05 ข. 0.02 ค. 0.2 ง. 0.3 (ขอ ก) วธทา ิี ํ สมการ βQ = βU + βW การใชสมการนีตองคํานึงถึงคาบวก ลบ ของตัวแปรทุกตัวดังนี้ ้ สาหรบ βQ หากความรอนเขาสูระบบ (ดูดความรอน) ํ ั χQ มีคา + หากความรอนออกจากระบบ (คายความรอน) χQ มีคา – หากความรอนไมเ ขาหรอออก ระบบ ื χQ มีคา 0 สาหรบ βU หากพลังงานภายในเพิม (อุณหภูมเิ พิม) ํ ั ่ ่ χU มีคา + หากพลงงานภายในลด (อุณหภูมลด) ั ิ χU มีคา – หากพลงงานภายในไมเ ปลยน (อุณหภูมิคงท) ั ่ี ี่ χU มีคา 0 สาหรบ βW หากปริมาตรแกสเพิม ํ ั ่ χW มีคา + หากปรมาตรแกสลด ิ χW มีคา – หากปรมาตรแกสคงท่ี ิ χW มีคา 0 58. แกสในกระบอกสูบรับความรอนจากภายนอก 142 จล ขณะที่แกสขยายตัวมันทํางานบน ู ระบบภายนอก 160 จล ถามวาพลังงานภายในของแกสเพิ่มขึ้นหรือลดลงเทาใด และ ู อุณหภูมของแกสเพิมขึนหรือลดลง ิ ่ ้ ( ลดลง 18 จล ) ู วธทา ิี ํ 59. แกสในกระบอกสูบคายความรอน 240 จล ขณะที่พลังงานภายในเพิ่มขึ้น 50 จล ถามวา ู ู แกสหดตัวหรือขยายตัว ( หดตัว ) วธทา ิี ํ 50
- 22. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 60. อดแกสในกระบอกสบดวยความดันคงท่ี 1x105 N/m2 ทาใหปรมาตรเปลยนลดลง 0.004 m3 ั ู ํ ิ ่ี ถาพลังงานภายในระบบของแกสในกระบอกคงที่ จงหาพลังงานความรอนที่เกิดขึ้น (400 J) วธทา ิี ํ 61. เมอเพมความรอนใหแกระบบแกส 8400 จล พรอมกับทํางานใหระบบ 4000 จล พลังงาน ่ื ่ิ ู ู ภายในระบบเปลี่ยนไปเทาใด (12400 จูล) วธทา ิี ํ 62. ในการอัดแกส 2 โมล ในกระบอกสูบตองทํางานใหระบบ 400 จล ถาระบบไมถายเท ู ความรอนเลย อยากทราบวาอุณหภูมของแกสจะสูงขึนเทาใด ิ ้ (16.04 K) วธทา ิี ํ 63. เมือใหความรอน 64.9 จล แกแกส 0.5 โมล ทีบรรจุในกระบอกสูบ แกสทํางานได 40 จล ่ ู ่ ู ดันลูกสูบใหเคลื่อนที่ อุณหภูมของแกสเพิมขึนกีเ่ คลวิน (R = 8.3 J/mol.k) ิ ่ ้ (4 K) วธทา ิี ํ 51
- 23. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 64 ระบบหนึง เมอไดรบความรอน 8000 จล จะทําใหพลังงานภายในระบบเพิ่มขึ้น 6000 จล ่ ่ื ั ู ู อยากทราบวาในการนีตองทํางานใหแกระบบหรือระบบทํางานเทาไร ้ (2000 จูล) วธทา ิี ํ 65. ใหพลังงานความรอนแกแกส 2 โมล จํานวน 830 จล แกสมีการเปลี่ยนแปลงแบบ 3 ู ปรมาตรคงตว จงหาอุณหภูมของแกสทีเ่ พิมขึน (R = 8.3 J / mol.K) ิ ั ิ ่ ้ (ขอ 2) 1. 10 K 2. 100 K 3. 150 K 4. 200 K วธทา ิี ํ 66. แกสในกระบอกสูบมีความดัน 1 kPa และปริมาตร 2 m3 ถาแกสนีไดรบความรอน 10 ้ ั kJ จนมความดน 2 kPa และปริมาตร 4 m3 จงหางานทีกระทําโดยแกสในกระบวนการนี้ ี ั ่ 1. 1 kJ 2. 4 kJ 3. 7 kJ 4. 8 kJ (ขอ 1) วธทา ิี ํ 67. แกสฮีเลียมจํานวน 1 โมล บรรจอยในภาชนะปดทแขงแรงมาก อยากทราบวาเมือให ุ ู ่ี ็ ่ ความรอนเขาไป 600 จล ความดันแกสในภาชนะจะเพิมขึนจากเดิมเทาใด ถาถังมี ู ่ ้ ปริมาตร 0.5 ลูกบาศกเมตร (ขอ 2) 1. 600 N/m2 2. 800 N/m2 3. 1000 N/m2 4. 1200 N/m2 วธทา ิี ํ ⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦ 52
- 24. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน แบบฝกหด ฟสกส บทที่ 10 ความรอน ั ิ ความรอน 1. ลูกปนทองแดง อุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียส ถูกยิงออกไปดวยความเร็ว 300 เมตร/วินาที กระทบเปา แลวหยุดนิงในเปา ลูกปนจะมีอณหภูมเิ ปนเทาใด (ความจุความรอนจําเพาะของ ่ ุ ทองแดง 385 J/kg. K) (กําหนดพลังงานจลนทงหมดเปลียนเปนความรอน) ้ั ่ 2. น้าตกจากหนาผาสูง 200 เมตร ถาในการเปลี่ยนรูปของพลังงานเปลี่ยนเปนพลังงานความ ํ รอนทังหมด ถาน้ําตกถึงพื้นดานลาง จะมีอณหภูมเิ พิมขึนเทาไร (ความจุความรอนจําเพาะ ้ ุ ่ ้ ของน้า 4.2 kJ.kg.K ) ํ 3. ในการทดลองการเปลียนรูปพลังงานกลเปนพลังงานความรอน โดยใชกระบอกยาว 0.4 เมตร ่ บรรจุลกกลมโลหะมีความจุความรอนจําเพาะ 500 จล / กิโลกรัม.เคลวิน มีมวล 100 กรัม ู ู ทําการทดลองพลิกกลับกระบอกขึ้นลงใหลูกกลมหลนในกระบอก 200 ครัง จงหาวา ้ อุณหภูมิของลูกกลมโลหะเพิ่มขึ้นมากที่สุดเทาไร 4. ผลักกอนเหล็กมวล 15 กิโลกรัม ใหเคลือนทีไปบนพืนฝดดวยความเร็วคงทีเ่ ปนระยะทาง ่ ่ ้ 80 เมตร พบวาอุณหภูมของเหล็กทังกอนเปลียน 0.24 องศาเซลเซียส ถาสมมติวางานของ ิ ้ ่ แรงเสียดทานทังหมดกลายเปนความรอน และไมมีความรอนสูญหายไปจากระบบ ้ สัมประสิทธิ์ของความเสียดทานของพื้นและกอนเหล็กมีคาเทาใด กาหนด ความจความรอนจาเพาะของเหลก = 0.5 kJ/kg – K ํ ุ ํ ็ 1. 0.10 2. 0.15 3. 0.20 4. 0.25 5. ลากวัตถุมวล 10 กิโลกรัม อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส ทีวางบนพืนดวยแรงคงที่ 40 นวตน ่ ้ ิ ั เปนระยะทาง 25 เมตร ปรากฏวาวัตถุมความเร็ว 10 เมตร/วินาที ถาพลังงานที่สูญเสียไป ี เปลียนเปนพลังงานความรอนทังหมด ( c ของวัตถุ 200 J/kg.K) จงหา ่ ้ ก) พลังงานความรอนทีเ่ กิด ข) อุณหภูมสุดทายของวัตถุ ิ 6. ถานหิน 1 กรัม เมือเผาไหมหมดจะคายพลังงานความรอนเทากับ 3.34 x 104 จล ถาเครือง ่ ู ่ จักรหนึงใชถานหินเปนเชือเพลิงและเครืองจักรนีไดถกใชในการยกของมวล 50 กิโลกรัม ่ ้ ่ ้ ู ขึ้นไปจากพื้นสูง 50 เมตร จะตองใชถานหินเผากีกรัม ถาหากพลังงานความรอนไดสูญเสีย ่ ออกจากเตาเผารอยละ 95 1. 0.71 2. 0.75 3. 0.79 4. 14.97 53
- 25. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 7. น้าแข็งมวล 20 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ละลายกลายเปนน้ําหมดที่ 0 องศา ํ เซลเซียสจะตองใชความรอนเทาไร (L น้าแข็ง = 333 x 103 J/kg) ํ 8. กอนน้าแข็งมวล 1 กิโลกรัม มีอุณหภูมิศูนยองศาเซลเซียส ตกลงไปในทะเลสาปที่น้ํามี ํ อุณหภูมศนยองศาเซลเซียสเชนเดียวกัน ปรากฏวาน้ําแข็งละลายไป 0.01 กิโลกรัม น้าแข็ง ิู ํ ตกลงมาจากระดับความสูงเทาใด (ความรอนแฝงจําเพาะของการหลอมเหลวของน้า = 300 x 103 J/kg ) ํ 1. 10 เมตร 2. 30 เมตร 3. 300 เมตร 4. 1000 เมตร 9. ใหพลังงานความรอนแกนาแข็ง (0o C) มวล 2 กิโลกรัม เปนปริมาณเทาไรเพือใหนาแข็ง ํ้ ่ ํ้ กลายเปนน้ํา และเหลือน้าแข็ง 0.5 กิโลกรัม กาหนดใหความรอนแฝงจาเพาะของนาแขง ํ ํ ํ ํ้ ็ 336 kJ/kg 1. 504 kJ 2. 336 kJ 3. 168 kJ 4. 94 kJ 10. กอนน้าแข็งมวล 5 กิโลกรัม ไถลลงจากที่สูง 5 เมตร แลวไถลตอไปบนพืนระดับจนหยุด ํ ้ อยากทราบวาน้ําแข็งจะละลายไปเทาไร ถาพืนมีอณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ้ ุ (กาหนด L น้าแข็ง เทากับ 333 kJ/kg ) ํ ํ 11. ถาตองการใหนาแข็งมวล 1 กิโลกรัม อุณหภูมิ –10 องศาเซลเซียส กลายเปนน้าทีอณหภูมิ ํ้ ํ ุ่ 100 องศาเซลเซียส ทั้งหมด จงหาวาตองใชพลังงานความรอนเทาไร กําหนด Cนา = 4.18 กิโลจูล / กก.เคลวิน ํ้ Cน้าแข็ง = 2.10 กิโลจูล / กก.เคลวิน ํ Lน้าแข็ง = 333 กิโลจูล / กก. ํ 1. 231 กิโลจูล 2. 649 กิโลจูล 3. 772 กิโลจูล 4. 793 กิโลจูล 12. นําน้าแข็ง 60 กรัม ที่ 0o C ใสเขาไปในคาลอริมเิ ตอร (ทีถอวาไมมคาความรอนจําเพาะ) ํ ่ื ี ซึงบรรจุนา 400 กรัม อุณหภูมิ 70o C อยู ภายหลังจากกวนจนเกิดสมดุลทางความรอน ่ ํ้ อุณหภูมสดทายจะเปนเทาใด ิ ุ 1. 0o C เพราะน้ําแข็งละลายไมหมด 2. ประมาณ 5o C 3. ใกลเคียงกับ 50o C 4. ใกลๆ กบจดเดอด (100o C) ั ุ ื 54
- 26. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 13. แกสในกระบอกสูบอักลูกสูบใหมีปริมาตรลดลงจาก 10 cc เปน 5 cc ความดันเดิม 1 atm จงหาความดันของแกสในกระบอกสูบหลังอัดแลว เมอกาหนดใหอณหภมของแกสคงตว? ่ื ํ ุ ู ิ ั 1. 4.0 atm 2. 2.0 atm 3. 1.5 atm 4. 1.0 atm 14. แกสจํานวนหนึงปริมาณ 0.5 ลูกบาศกเมตร ทีความดัน 105 นวตน/ตารางเมตร อุณหภูมิ ่ ่ ิ ั 0 องศาเซลเซียส ถาจะทําใหแกสนี้มีปริมาตร 1 ลูกบาศกเมตร โดยความดันไมเปลียน ่ แปลง อุณหภูมสดทายเปนเทาไร ิ ุ 15. Idealgas จํานวนหนึงอุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียส ความดัน 1 บรรยากาศ ถาความดันลดลง ่ เปน 0.6 บรรยากาศ ปริมาตรเพิมเปน 2 เทา อุณหภูมสดทายของแกสจะเปนเทาไร ่ ิ ุ 16. แกสชนิดหนึ่งถูกบังคับใหมีความดันคงที่ และอุณหภูมิของแกสถูกทําใหเพิ่มขึ้นจาก 27o C ไปเปน 127o C ปริมาตรของแกสจะเปลียนไปเปนอัตราสวนเทาใดของปริมาตรเดิม ่ 1. 4/3 2. 3 /4 3. 127/27 4. ไมเปลี่ยน 17. แกสชนิดหนึงมีปริมาตรและอุณหภูมสมบูรณเพิมเปน 1.5 เทา และ 2 เทา ตามลําดับ ่ ิ ั ่ จงหาวาความดนของแกสนเ้ี ปนกเ่ี ทาของความดนเดม ั ั ิ 18. แกสในถังใบหนึ่ง เมือทําใหอณหภูมลดลงจาก 27 องศาเซลเซียส –6 องศาเซลเซียส ความ ่ ุ ิ ดันของแกส จะเพิมหรือลดลงจากเดิมกีเ่ ปอรเซ็นต ่ 19. ในการทดลองเพือหาความสัมพันธระหวางความดันและปริมาตรของแกสชนิดหนึง พบวา ่ ่ ถาเราเพิมความดันขึนเปน 3 เทาของความดนเรมตนปรมาตรของแกสในระบบจะลดลง ่ ้ ั ่ิ ิ เปนครึงหนึง จงหาวาอุณหภูมของแกสควรจะเพิมขึนกีเ่ ปอรเซ็นต ่ ่ ิ ่ ้ 1. 0% 2. 50% 3. 75% 4. 150% 20. ที่ S.T.P. อากาศ 1 ลิตร มีมวล 1.293 กรัม จงหาความดันของอากาศมวล 12.93 กรัม ปริมาตร 10 ลิตร ทอณหภมิ 27 องศาเซลเซียส ่ี ุ ู 21. แกสจํานวนหนึงบรรจุในถังทีมอณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส แกสนี้มีมวล 10 กิโลกรัม ่ ่ ีุ และมีความดัน 2 บรรยากาศ ถาแกสรัวออกไปจํานวนหนึง ทําใหอุณหภูมิลดลงเหลือ ่ ่ 27 องศาเซลเซียส และมีความดัน 1 บรรยากาศ แกสรัวออกไปกีกโลกรัม ่ ่ิ 55
- 27. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 22. ความหนาแนนของอากาศท่ี 27 องศาเซลเซียส ความดัน 760 มิลลิเมตร ของปรอทเปน 2.5 กรัม / ลิตร ถา ณ อณหภมเิ ดยวกน ความดันเปน 860 มิลลิเมตร ของปรอท ความ ุ ู ี ั หนาแนนของอากาศเปนเทาไร 23. หองประชมมอณหภมิ 32o C เมือเปดเครืองปรับอากาศ ทําใหอณหภูมของหองเปน 26o C ุ ีุ ู ่ ่ ุ ิ จงหาอัตราสวนความหนาแนนของอากาศทีอณหภูมิ 26o C ตอความหนาแนนของอากาศ ุ่ ทอณหภมิ 32o C ่ี ุ ู 26 1. 32 2. 32 3. 299 4. 305 26 305 299 24. ถาความดันบรรยากาศเทากับความดันของน้าลึก 10 เมตร ถาฟองอากาศใตผวนาลึก ํ ิ ํ้ 50 เมตร มีปริมาตร 1 ลูกบาศกมิลลิเมตร ลอยขึนมาอยูทตาแหนงต่ากวาระดับผิวน้า ้ ่ี ํ ํ ํ 10 เมตร จะมปรมาตรเทาใด ี ิ 1. 4 mm3 2. 3 mm3 3. 2 mm3 4. 1 mm3 25. ถัง A มีปริมาตร 5 ลิตร บรรจแกสความดน 2 บรรยากาศ ถัง B มีปริมาตร 10 ลิตร ุ ั บรรจแกสความดน 3 บรรยากาศ นําทอเล็กๆ ตอระหวาง ถัง A และ B ความดนของ ุ ั ั แกสในถังทั้งสองเปนเทาใด เมืออุณหภูมไมเปลียนแปลง ่ ิ ่ 26. Idel gas ทีความดัน 1 บรรยากาศ อุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียส ปริมาตร 20 ลิตร จะมี ่ ปริมาณแกสกี่โมล (R = 8.31 J/mol.K , 1 atm = 1.01 x 105 N/m2 ) 27. แกส 4 โมล บรรจุในภาชนะ 8.31 ลิตร ถาแกสมีอุณหภูมิ 27o C จะมีความดันเทาไร 1. 1.0 x 106 N/m2 2. 1.1 x 106 N/m2 3. 1.2 x 106 N/m2 4. 1.4 x 106 N/m2 28. แกสไฮโดรเจน 10 ลิตร ความดัน 1 บรรยากาศ อุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียส จะมีมวล ของ แกสเทาใด ( H = 1 ) 29. ภาชนะปริมาตร 2 x 10–2 ลูกบาศกเมตร บรรจแกส CO2 20 กรัม อุณหภูมิ 57 องศา ุ เซลเซียส จงหาความดนของแกส CO2 น้ี ( C = 12 , O = 16) ั 30. อากาศทีความดัน 105 นวตน/ตารางเมตร อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส จะมีกี่โมเลกุลใน ่ ิ ั 1 ลูกบาศกเมตร ( kB = 1.38 10–23 J/K ) 56
- 28. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 31. ภาชนะบรรจุแกสในอุดมคติ เดิมบรรจุแกสไว n โมล มีความดัน 4 บรรยากาศ ถาตองการ ใหความดันลดลงเหลือ 3 บรรยากาศ จะตองปลอยแกสออกมากีโมล โดยอุณหภูมคงตัว ่ ิ n 1. 4 2. n3 3. 2n 3 4. 3n 4 32. แกสในถังใบหนึงมีอณหภูมคงตัวเมือใชแกสไปจนความดันลดลงครึงหนึงของความดันเดิม ่ ุ ิ ่ ่ ่ จํานวนโมเลกุลของแกสทีออกจากถังมีคาเปนกีเ่ ทาของเดิม ่ 33. หลอดแกวทดลองบรรจุแกสปริมาตร 50 ลูกบาศกเซนติเมตร อุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียส ความดัน 1 บรรยากาศ ดานบนมีจกไมกอกแตไมสนิทแกสพอรัวออกมาได จุมหลอดแกว ุ ่ นีลงไปในน้าอุณหภูมิ 87 องศาเซลเซียส ทิงไวนานพอสมควร จงหาวามีแกสรัวไปกีโมล ้ ํ ้ ่ ่ 34. มีแกสอยูในภาชนะ ถาตองการรูจานวนโมลของแกส จะตองทราบปริมาณใดบาง ํ 1. ความดัน , ปริมาตร , อุณหภูมิ 2. ความดัน , อุณหภูมิ 3. ความดัน , ปริมาตร 4. ปริมาตร , อุณหภูมิ 35. ภาชนะบรรจุแกส ความดัน P มอณหภมิ T มีปริมาณ N โมเลกุล จงหาปริมาตรแกส ีุ ู Nk T 2Nk T 1. PB 2. nRT P 3. PB 4. nRT 2P 36. สมมตวาในการทดลองวดอตราเรวของโมเลกลแตละตวไดทงหมด 6 โมเลกุล ไดการ ิ ั ั ็ ุ ั ้ั กระจายอตราเรวโมเลกลดงตาราง จงหาคารากทสองของกาลงสองเฉลยของอตราเรว ั ็ ุ ั ่ี ํ ั ่ี ั ็ อตราเรวโมเลกล (เมตร/วนาท) ั ็ ุ ิ ี 10 20 30 จํานวนโมเลกุล 1 3 2 37. จงหา vrms ของแกส H2 ที่ 0 องศาเซลเซียส (H = 1) 38. โมเลกุลของแกสออกซิเจนท่ี 27 องศาเซลเซียส จะมคาเฉลยกาลงสองของอตราเรวเทาใด ี ่ี ํ ั ั ็ (จล / กิโลกรัม) ถามวลอะตอมของออกซิเจนเทากบ 15 ู ั 1. 4.2 x 10–27 2. 250 3. 490 4. 2.5 x 105 39. ออกซิเจนมีมวลโมเลกุลเปน 16 เทาของไฮโดรเจน ถามวลโมเลกุลไฮโดรเจนเทากับ 2 และแกสไฮโดรเจนมอณหภมเิ ปน 4 เทาของแกสออกซเิ จนอตราเรวรากทสองของกาลง ีุ ู ั ็ ่ี ํ ั สองเฉลยของแกสไอโดรเจนตอแกสออกซเิ จนคอ ่ี ื 1. 2 : 1 2. 4 : 1 3. 8 : 1 4. 16 : 1 57
- 29. //www.pec9.com บทที่ 10 ความรอน 40. ทอณหภมิ 27 องศาเซลเซียส แกสชนดหนงมอตราเรวเฉลย 300 เมตร/วนาที ถาอณหภมิ ่ี ุ ู ิ ่ึ ี ั ็ ่ี ิ ุ ู เปลี่ยนเปน 927 องศาเซลเซียส อยากทราบวา แกสนจะมอตราเรวเฉลยโมเลกลเปนเทาไร ้ี ี ั ็ ่ี ุ 41. ทอณหภมิ 27 องศาเซลเซียส แกสไฮโดรเจน มอตราเฉลย 2000 เมตร/วนาที อยากทราบ ่ี ุ ู ีั ่ี ิ วา ทอณหภมิ 47 องศาเซลเซียส แกสออกซิเจน จะมอตราเรวเฉลยเทาใด (H = 1 , O = 16) ่ี ุ ู ีั ็ ่ี 42. ถาความดันของแก็สในถังใบหนึ่งเพิ่มขึ้น 21 เปอรเ ซนต อยากทราบวา อัตราเร็วเฉลียของ ็ ่ แกสจะเพมหรอลดลงกเ่ี ปอรเ ซนต ่ิ ื ็ 43. แกสชนดหนงบรรจภายในภาชนะปดทมความดน 1 บรรยากาศ อณหภมิ 15o C มีความ ิ ่ึ ุ ่ี ี ั ุ ู หนาแนน 1.225 กิโลกรัมตอลูกบาศกเมตร เมื่ออัดแกสนี้ใหมีปริมาตรนอยลงและมีความดัน 3 บรรยากาศ อณหภมิ 100o C จงหาอตราเรวรากทสองของกาลงสองเฉลยของโมเลกล ุ ู ั ็ ่ี ํ ั ่ี ุ ของแกสนนในหนวย เมตรตอวนาที (1 บรรยากาศ = 1.01 x 105 N/m2 ) ้ั ิ 1. 4.9 x 102 2. 5.4 x 102 3. 5.7 x 102 4. 8.6 x 102 44. ถาอตราสวนของอตราเรวรากทสองของกาลงสองเฉลย (Vrms ) ของแกสออกซิเจนตอ ั ั ็ ่ี ํ ั ่ี แกสไนโตรเจนเปน 3 ตอ 2 และแกสออกซเิ จนมความดนเปน 2 เทาของแกสไนโตรเจน ี ั อตราสวนของความหนาแนนของแกสออกซิเจนตอกาซไนโตรเจน ั 1. 2/9 2. 8/9 3. 4/3 4. 3 / 4 45. กระบอกสูบแกสชนิดหนึงบรรจุจานวน n โมล เมือใหความรอนจํานวนหนึงแกกระบอก ่ ํ ่ ่ สูบ พบวา Vrms ของแกสเพมขนเปน 2 เทา และปริมาตรเพิมขึนเปน 3 เทา ความดัน ่ิ ้ึ ่ ้ ของแกสจะเปลยนเปนกเ่ี ทาของความดนเดม ่ี ั ิ 1. 3/2 2. 4 /3 3. 3/2 3. 3/4 46. บรรจแกสในภาชนะปดจานวนหนง อัตราเร็วรากทีสองของกําลังสองเฉลียของแกสเปน ุ ํ ่ึ ่ ่ 0.5 เมตร/วินาที ถาอุณหภูมสมบูรณของแกสเพิมขึนเปน 4 เทาของเดม อตราเรวราก ิ ั ่ ้ ิ ั ็ ทีสองของกําลังเฉลียของแกสเปนเทาไร ่ ่ 1. 1 m/s 2. 2 m/s 3. 4 m/s 4. 4 2 m/s 47. แกสไฮโดรเจนบรรจุภาชนะมีอุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียส ถาแกสไฮโดรเจน 1 โมเลกุล มีมวล 3.32 x 10–27 กิโลกรัม เมอโมเลกลของแกสไฮโดรเจนชนฝาผนงในแนวตงฉาก ่ื ุ ั ้ั จะมโมเมนตมเปลยนไปเทาใด ี ั ่ี 58