1.Seviye ITAP 14 Mart_2012 Sınavı. Termodinamik 1-İdeal Gaz Denklemi A) 276K B) 286K C) 296K D) 256K E) 246K

Transkript

1 .Seviye ITAP 4 Mart_0 Sınavı Terodinaik -İdeal Gaz Denklei.Kütlesi =g olan azot gazının haci V=80c, basıncı ise p=0.mpa olduğuna göre gazın sıcaklığı ne kadardır? Çözü: İdeal gazın duru denkleine göre 6 pv pv = T = = = 76K R 8. Cevap: A) 76K A) 76K B) 86K C) 96K D) 56K E) 46K. Kütlesi =0g olan oksijen gazının sıklığı t=0 0 C, basıncı ise p=00kpa olduğuna göre gazın haci ne kadardır? Çözü: İdeal gazın duru denkleine göre pv = V = = = 7.6L 5 p 0 Cevap A)7.6L A)7.6L B)8.6L C)6.6L D)9.6L E)4.6L. Haci V=L olan bir kap, p=8.mpa basınç altında ve t=7 0 C sıcaklıkta azot gazı ile doludur. Kapta azotun kütlesi ve iktarı ne kadardır? Çözü: İdeal gazın duru denkleine göre 6 pv pv = = = 8 =.( kg) n = 40.( ol) Cevap B).kg;40.ol A).kg;40.ol B).kg;40.ol C).kg;45.ol D).kg;50.ol E).kg;50.ol 4. Sıkı kapalı olan bir şişe içinde t =70C sıcaklıkta, p =00kPa basınç altında bilin bir iktarda hava bulunaktadır. Şişe ısıtılıyor ve p=0kpa basınçta şişenin tıpa fırlıyor. Bu anda havanın sıcaklığı ne kadardır? ITAP_Fizik Olipiyat Okulu:.Seviye Denee Sınavı, Prof.Dr.R.Diitrov Çözü: İdeal gazın duru denkleine göre

2 pv = n p 0 0 pv = n T = T T = 80 = 64 K t = 9 C pv = n p 00 Cevap B)9 0 C A)8 0 C B)9 0 C C)7 0 C D)0 0 C E) 0 C 5. Bir kap içinde =6.4kg oksijen bulunaktadır. Bu kabın duvarları t=0 0 C en fazla p=5.7mpa basınca dayanabilir. Buna göre kabın haci en az ne kadar olalıdır?. Çözü: İdeal gazın duru denkleine göre p = pax V = = L 6 V p Cevap B)L ax A)L B)L C)4L D)5L E)6L 6. Bir kapta kütlesi =0kg olan bir gaz p=0mpa basınç altında bulunaktadır ve kaptan sıcaklık değişeyecek şekilde bilinen bir iktar gaz alınıyor. Gaqzın. duruda basıncı p=.5mpa olduğuna göre alınan gazın kütlesi ne kadardır? Çözü: Verirle göre süreç sabit sıcaklık ve hacı şatlarında gerçekleşelidir. Buna göre pv = x pv = = x p x p p p 7.5 = = x = = 0 = 7.5kg 0 p p p Cevap A)7.5kg. A)7.5kg. B)6.5kg. C)5.5kg. D)4.5kg. E)8.5kg. 7. Basıncı p=00kpa, sıcaklığı t=7 0 C ve haci V=5L olan SO gazın kütlesini bulunuz. Çözü: İdeal gazın duru denkleine göre pv 5 p = = = 64 0 = 64.g V 8. ITAP_Fizik Olipiyat Okulu:.Seviye Denee Sınavı, Prof.Dr.R.Diitrov

3 Cevap A)64.g A)64.g B)54.g C)74.g D)44.g E)84.g 8. Zein alanı S=00, yüksekliği ise h=5 olan bir odanın havasının sıcaklığı t=7 0 C basıncı ise p=00kpa dır. Buna göre odada bulunan havanın kütlesi ne kadardır? Çözü: İdeal gazın duru denkleine göre 5 pv 0 0 p = = = 9 0 = 00kg V Burada = havanın oleküler kütlesidir. Cevap C)00kg A)000kg B)00kg C)00kg D)00kg E)400kg 9. Uzunluğu L= olan yatay bir kılcalın ortasında, uzunluğu l=0c olan bir cıva sütunu bulunaktadır. Kılcaldan havayı boşatıp uçları kapatılıyor ve dikey duruuna getiriliyor. Bu olayda cıva yerini Δl=0c değiştiriyor. Buna göre kılcalın içinde yatay duruda basınç (p 0 ) ne kadarış? Çözü: Sorudaki olaylar sabit sıcaklık koşulu altında yer alaktadır ve kılcalın yatay ve dikey duruu şekildeki gibidir: Yazılıı kısaltak için S = ; n = c sabit olarak alalı, burada S kılcalın kesit alanı, n c ise ol sayısı çarpı gaz sabite ve sıcaklığa. İlk duruda pv 0 0 = n p 0 =. Dikey h duru için cıva sütunu dengededir, yani c c ρ gl ( h Δ l)( h Δl) p = ρgl p = ρgl c =. h Δ l hδl Δl Dolayısıyla ρ gl ( h Δ l)( h Δl) p0 = Δlh Verilere göre h = 40c, buradan 5 0 ρ gl ( h Δ l )( h Δl ) p 76 0 = = = 49.kPa Δlh 0 40 ITAP_Fizik Olipiyat Okulu:.Seviye Denee Sınavı, Prof.Dr.R.Diitrov

4 4 Cevap: A)49.kPa A)49.kPa B)45.kPa C)46.kPa D)47.kPa E)50.kPa 0. Çoğulu öğrenciler duyuştur fıkra sorusunu: e daha ağırdır ton kurşun veya ton pauk? Şidi ciddi olan bir soru: havada ağırlığı 9.8k olan pauğun gerçek ağırlığı, havada ağırlığı aynı, 9.8k olan kurşunun gerçek ağırlından ne kadar daha fazladır. Havanın sıcaklığı t=7 0 C, basıncı ise p=00kpa dır. (Kurşunun yoğunluğu., pauğun ise 0. su yoğunlu kadar olduğunu kabul ediniz). Çözü: Yoğunluğu ρ, kütlesi ise olan bir cisin havada ölçülen ağırlığı gρ0 ρ0 P = g = P ya eşittir, burada P cisin gerçek ağırlığı, ρ 0 ise havanın ρ ρ P yoğunluğudur, yani cisin gerçek ağırlığı P = dır. Bilinen sıcaklıkta ve basınçta ρ0 ρ p ideal gaz denkleine göre, pv =, havanın yoğunluğu ρ0 = = eşittir, burada V = 9 g/ olhavanın ortalaa ol kütlesidir. Dolayısıyla gerçek ağırlıkları farklı olan iki cisin havada ölçülen ağırlıkları aynı olabilir: P P = ρ0 ρ0 ρ0 ρ P = P = P P P = P ρ ρ P ρ0 ρ0 P = ρ ρ 0 ρ ρ 5 0 Verilere göre havanın yoğunluğu ρ0 = 9 0 =.( kg / ). Buradan ρ0 ρ0 ρ0 ρ0 P P = P P P ρ0 ρ = 0 ρ ρ ρ ρ ρ ρ = Yani pauğun gerçek ağırlı kurşunun gerçek ağırlından daha fazladır. Cevap: D)57.8 A)7.8 B)47.8 C)77.8 D)57.8 E)67.8 ITAP_Fizik Olipiyat Okulu:.Seviye Denee Sınavı, Prof.Dr.R.Diitrov

5 5. Yarıçapı r=.5c olan bir balon hidrojen gazı ile doludur. Balonun havada dengede g ne kadar olalıdır? (Hava ve hidrojen gazı noral şatlar kalası için balonun ağırlığı ( ) b altında (p=at, t=0 0 C) bulunaktadır). Çözü: Yoğunluğu ρ, kütlesi ise olan bir cise havada etki eden kaldıra kuvveti gρ0 ρ0 P = g = g ya eşittir, ρ ρ burada ρ 0 havanın yoğunluğudur. Soruya göre bu kuvvet sıfır olalıdır: ρ = ρ0. Bilinen bir sıcaklıkta ve basınçta ideal gaz denkleine göre, pv =, buradan havanın p yoğunluğu ρ0 = = eşittir, burada = 9 g/ olhavanın ortalaa ol kütlesidir. V Balon içinde bulunan gazın kütlesi ise pv H = H. Buradan balonun net yoğunluğu pv b H b H p pv ρ = = = = b = ( H ) V V V 4π Verilere göre V = r, buradan 4π 4π 4π p r r r pv 0 0 b = ( H ) = ( ) ( ) H = H V V = 7 0 = 9.86( g).4 0 Balonun ağırlı ise P = g = = 96.7( ) Cevap C)96.7 b b A)86.7 B)76.7 C)96.7 D)66.7 E)56.7. Kapalı bir kap yarısına kadar su ile doludur. Sıcaklık t=400 0 C iken kaptaki su taaen buhar duruundadır. Bu verirle göre buharın basıncını (p) ve yoğunluğunu (ρ) bulunuz. Çözü: İdeal gaz denkleine göre, pv = ρ p =. İlk anda suyun yoğunluğu ρsu ρsu = = = ρ ρ = = ( kg / ). V V Dolayısıyla ITAP_Fizik Olipiyat Okulu:.Seviye Denee Sınavı, Prof.Dr.R.Diitrov

6 6 Cevap: D)55Mpa p ρ 0 = = = MPa ( ) A)5Mpa B)5Mpa C)45Mpa D)55Mpa E)65Mpa. Haci V =L olan bir kap içinde p =0.MPa basınç altında bilinen bir iktarda gaz bulunaktadır. Aynı gaz, aynı sıcaklıkta haci V =4L olan bir kap içinde bulunduğunda basıncı p =0.MPa dır. Bu iki kabı bir boru ile bağladığıızda gazın basıncı ne kadar olacaktır? Çözü: Duru denkleine göre pv = n ( n n) pv pv pv = n p = = = = 0.4MPa ( V V) V V 7 pv ( V) = ( n n) Cevap: D)0.4Mpa A)0.0Mpa B)0.Mpa C)0.Mpa D)0.4Mpa E)0.Mpa 4.Haci V=L olan bir kap içinde kütlesi =6g CO ve kütlesi =g olan O bir gaz karışıı t=7 0 C sıcaklıkta bulunaktadır. Gazın basıncını bulunuz. Çözü: ( n n) p = = = 0.68MPa V 0 Cevap: C)0.68Mpa A)0.8Mpa B)0.48Mpa C)0.68Mpa D)0.8Mpa E)0.58Mpa 5. Bir gaz karışıı =4g azottan ve =9g hidrojenden oluşaktadır. Gazın sıcaklığı t=0 0 C basıncı ise p=mpa dır. Buna göre gazın hacini hesaplayınız ve karışıın oleküler kütlesini bulunuz. ITAP_Fizik Olipiyat Okulu:.Seviye Denee Sınavı, Prof.Dr.R.Diitrov Çözü: Bir karışıın ortalaa oleküler kütlesi tanı olarak = M M ye eşittir, burada M ve M sırasıyla olekülerin kütlesi; = A. Dolayısıyla,

7 7 M M = = = c c A A A A Burada c = ; c = karışıın oranı, = ise topla olekül sayısıdır. Karışıdaki gazların kütleri verildiği duruda ortalaa oleküler kütle direk bir şekilde de verilir: M c = = = A M M M M M = = A M M M M M M c = = M M Buradan, M M = = M M M M = Verilere göre 4 9 = = = 4.6g Buradan gazın ol sayısı n = = 5 ye eşittir. İdeal gazın duru denkleine göre 8 n V = = = =.8 L p 0 Cevap: A) 4.8g;.8L A) 4.8g;.8L B).8g;0.8L C).8g;.8L D).8g;.8L E) 5.8g;.8L 6. Hacıı V=L olan kapalı bir kap noral kuşular altında (p=at= Pa, t=0 0 C) hava ile doludur. Kap içine CHOCH 5 5 addesi yerleştiriliyor. Bu adde buharlaştığında kaptaki basınç p = 0.4MPa oluyor. Buna göre yerleştirilen addenin kütlesi ne kadardır? Çözü: Yeni oluşan gazın kısi basıncı p = n verilere göre p = n = 0.4MPa 0.0MPa= 0.04MPadır, yani V V ITAP_Fizik Olipiyat Okulu:.Seviye Denee Sınavı, Prof.Dr.R.Diitrov

8 8 n V 0 = = = = CHOCH oleküler kütlesi ise ( ) Cevap: A).6g ol = = 74g dır. Buradan = n =.6g A).6g B).6g C)4.6g D)5.6g E)6.6g 7.Haci V=0.5L olan bir kap içinde kütlesi =g olan iot (I ) bulunaktadır. t=000 0 C sıcaklıkta kaptaki basınç p=9.kpa olduğuna göre oleküllerin kaçtı kaçı atolara çözülüştür? (Yani çözüle kat sayısını bulunuz). Moleküler gazın oleküler kütlesi = 0.54 kg / ol dur. Çözü: Sistein basıncı ( a ) kt ( α ( α) ) kt ( α ) ) kt ( α ) ) p = = = = V V V V Burada topla olekül, a ato, ise dalaış olekül sayısıdır. Tanı olarak = α oleküllerin çözüle kat sayısıdır. Dolayısıyla 4 pv α = = 54 = (000 7) Cevap: C)0.96 A)0.56 B)0.66 C)0.96 D)0.46 E) Hava p=00kpa basınç altında.6% oksijen ve 76.4% azottan oluşaktadır (kütle oranı olarak). Buna göre havanın yoğunluğunu, oksijenin ve azotun kısi basıncını bulunuz. Çözü: Sistein basıncı kt O kt p = p p o = = = ρ V V V O O p p p ρ ρ = = ρ = O O O O 0.764O p = ρ p = p o p = p O 0.6 p = p p 0.6 o po = ρ p o = p O O ITAP_Fizik Olipiyat Okulu:.Seviye Denee Sınavı, Prof.Dr.R.Diitrov

9 9 5 p 0 ρ = = = O ( kg / ) O 5 5 p = p = 0 = Pa O 5 5 po = p = 0 = O 64 Cevap: E).(kg/ );79kPa;kPa A).(kg/ );59kPa;kPa C).(kg/ );69kPa;7kPa E).(kg/ );79kPa;kPa B).(kg/ );69kPa;kPa D).(kg/ );69kPa;6kPa 9. Bir kap içinde =0g CO ve =5g gazı t=7 0 C sıcaklıkta ve p=50kpa basınçta bulunaktadır. Karışıın yoğunluğunu (ρ) bulunuz. Çözü: Sistein basıncı kt O kt p = = = ρ V V V CO CO p ρ = = =.97( kg / ) CO Cevap: A).97(kg/ ) A).97(kg/ ) B).67(kg/ ) C).77(kg/ ) D).57(kg/ ) E).87(kg/ ) 0. Hızı v=600/s olan bir azot olekülü bir duvara dikey şeklinde çarpaktadır. Çarpışa sürecinde duvara aktarılan ipuls (ΔP=FΔt) ne kadardır? Çözü: ( ) Δ P = Δ v = v = = s ITAP_Fizik Olipiyat Okulu:.Seviye Denee Sınavı, Prof.Dr.R.Diitrov Cevap: B) ( s) Pa A) ( s) B) ( s) C) ( s) D) ( s) E) ( s)

10 0. Hızı v=500/s olan bir argon olekülü bir duvara çarpaktadır. Molekülün hızınla 0 duvarın dikeyin arasındaki açı α = 60 dir. Çarpışa sürecinde duvara aktarılan ipuls (ΔP=FΔt) ne kadardır? Çözü: Molekülün hızının bileşenlerini duvara dik olan bir koordinat sistee göre alalı. Lineer oentuun korua yasasına göre olekülün duvara teğet hızı v = vsinα değişeyecek, dikey hızı ise, v = vcosα,esnek çarpışaya göre terse değişecektir, yani τ 7 n cosα ( ) Δ Pn = Δ v = v = = s Argonun kütlesi =40 tır. Cevap: A). 0 - ( s) A). 0 - ( s) B) ( s) C) ( s) D) ( s) E) ( s). Bir kap içinde bulunan gazın sıcaklığı t=0 0 C, basıncı ise p=. 0-9 Pa olduğuna göre biri hacıda olekül sayısı ne kadardır? Çözü: Gazın duru denkleine göre 9 p. 0 pv = kt p = nkt n = = =.4 0 ( ) kt Cevap C).4 0 ( - ) A).4 0 ( - ) B).4 0 ( - ) C).4 0 ( - ) D)4.4 0 ( - ) E)5.4 0 ( - ). Çözüle kat sayısı α = 0.5 olan gaz iotunda (I ) biri kütlesinde ne kadar parçacık bulunaktadır? Iottun oleküler kütlesi 0.54kg/ol dur. Çözü: Kütlesi olan I gazında parçalanadan önce = A kadar olekül sayısı bulunaktadır. Bu sayının = α olekülü iki atoa bölünüyor, yani topla parça sayısı = ( α) = (α α) = ( α ) = ( α ) A oluyor. Buradan biri kütlede bulunan parça sayısı α ( n = = A = = kg ) 0.54 oluyor. ITAP_Fizik Olipiyat Okulu:.Seviye Denee Sınavı, Prof.Dr.R.Diitrov Cevap: A) (kg - ) τ

11 A) (kg - ) B) (kg - ) C) (kg - ) D) (kg - ) E) (kg - ) 4.Çözüle kat sayısı α = 0.5 olan =6g oksijen gazında kaç tane parçacık bulunaktadır? Çözü: Kütlesi olan O gazında parçalanadan önce = A kadar olekül sayısı bulunaktadır. Bu sayının = α olekülü iki atoa bölünüyor, yani topla parça sayısı = ( α) = (α α) = ( α ) = ( α ) A = = Cevap: C)4.5 0 A).5 0 B).5 0 C)4.5 0 D).5 0 E) Bir kap içinde n = 0 ol iktarda oksijen ve = 0 g iktarda azot bulunaktadır. Karışıın sıcaklığı t=00 0 C, basıncı ise p=pa dır. Bu verilere göre gazların kısi basınçlarını ve biri hacideki olekül sayısını bulunuz. Çözü: Önce azotun ol sayısını bulalı: n = = = ol 8 Gazların kısi basınçları için: n pv = n p p p p n = p = = 98Pa = n n n 0.6 pv = n n 0.6 p p p p p p p p p = = = = p = 5Pa n 0.6 n Biri hacide olekül sayısı için p 0 9 pv = kt n = = = =.58 0 ( ) V kt Cevap: B) ( - ) ITAP_Fizik Olipiyat Okulu:.Seviye Denee Sınavı, Prof.Dr.R.Diitrov A) ( - ) B) ( - ) C) ( - ) D) ( - ) E) ( - )