Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Temperatura Gas perfetto Equazione di stato del gas perfetto

Le leggi dei gas ideali e la teoria cinetica

20 esercizi

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Fisica

Tutte le affermazioni seguenti tranne una sono vere. Quale è falsa?

A: Dieci grammi di una sostanza pura contengono il doppio delle molecole di cinque grammi della stessa sostanza.

B: Dieci grammi di una sostanza pura contengono lo stesso numero di molecole, qualsiasi sia la sostanza.

C: Un numero di Avogadro di molecole di una sostanza pura e una mole della sostanza hanno la stessa massa.

D: Un numero di grammi di una sostanza pura uguale alla massa molecolare (in unità di massa atomica) contiene lo stesso numero di molecole, indipendentemente dal tipo di sostanza.

E: Una mole di qualsiasi sostanza contiene lo stesso numero di molecole.

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Fisica

Completa la definizione di mole.
Una mole di una ________ contiene un ________ di particelle (atomi o molecole) uguale al numero di ________ contenuti in 12 ________ dell'isotopo ________ del carbonio.

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Completa la legge di Boyle.
Quando il ________ e la ________ di un gas perfetto non cambiano, il ________ della ________ per il ________ è ________.

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Fisica

Completa la prima legge di Gay-Lussac.

In un gas mantenuto a pressione costante risulta: V_T = V₀ (________ + α ________)
dove V_T e V₀ sono rispettivamente il volume del gas alla temperatura T e 0 ________, mentre α è il coefficiente di espansione ________ del gas.

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Completa la seconda legge di Gay-Lussac.
La pressione di un gas mantenuto a ________ costante varia ________ con la ________.

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Fisica

Una miscela di alcol etilico (massa molecolare = 46,1 u) e acqua (massa molecolare = 18,0 u) contiene una mole di molecole. La miscela contiene 20,0 g di alcol etilico.
Quanto vale la massa m di acqua nella miscela?

m = ________ g

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

Completamento aperto

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Quali delle seguenti affermazioni sul numero di Avogadro sono vere?
Il numero di Avogadro è...
A. ...l'inverso della massa dell'atomo d'idrogeno espressa in grammi.
B. ...il numero di molecole in 1,0 g di idrogeno gassoso.
C. ...il numero di molecole in una mole di un gas biatomico.
D. ...il numero di atomi in una mole di un gas monoatomico.

A: A, B e D.

B: A, C e D.

C: A e B.

D: B e C.

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Per un gas ideale ognuna delle seguenti trasformazioni porta immancabilmente a un aumento di pressione, tranne una. Quale?

A: Diminuzione del volume, mantenendo costanti la temperatura e il numero di moli del gas.

B: Aumento di temperatura e diminuzione del volume, mantenendo costante il numero di moli del gas.

C: Aumento di temperatura, mantenendo costanti il volume e il numero di moli del gas.

D: Aumento di temperatura, volume e numero di moli del gas.

E: Aumento del numero di moli, mantenendo costanti la temperatura e il volume.

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Completa la condizione per l'approssimazione di gas perfetto.
Un gas reale si comporta come un gas perfetto se la sua ________ è tanto bassa da non avere alcuna ________ tra le sue ________, con la sola esclusione degli ________.

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Fisica

Un campione di elio è inizialmente a 47 °C. Dopo una trasformazione, lo ritroviamo con una pressione e un volume dimezzati e con una nuova temperatura. Quanto vale questa temperatura? Tratta l'elio come un gas perfetto monoatomico.

A: 193 K.

B: -12 K.

C: 12°C.

D: -193°C.

E: -273°C.

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Il cilindro del disegno contiene 3,00 mol di un gas ideale. Muovendo il pistone, il volume del gas è ridotto a un quarto del suo valore iniziale, mentre la temperatura è mantenuta costante.
Quant'è il numero di moli Δn del gas che deve essere rilasciato dal cilindro per mantenere la pressione allo stesso livello?

Δn = ________ mol

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

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A 0 °C e alla pressione di 1,01 x 10⁵ Pa, il monossido di carbonio è un gas biatomico la cui molecola consiste in un atomo di carbonio (massa atomica 12,0 u) e un atomo d'ossigeno (massa atomica 16,0 u).
Assumendo che il monossido di carbonio sia un gas ideale, calcolane la densità ρ.

ρ = ________ kg/m³

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

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Una mongolfiera ha una massa di 848 kg, escludendo l'aria del pallone. Da gonfio, questo ha una capacità di 2450 m³. Rispetto a questo valore, il volume della restante attrezzatura e del pilota è trascurabile.
Nell'atmosfera, l'aria ha la normale pressione di 1,01 x 10⁵ Pa, una densità di 1,21 kg/m³ e, inoltre, una massa molecolare di 29 u.
Il pilota scalda l'aria con una fiamma e misura la temperatura con un termometro. A quale temperatura deve aspettarsi che la mongolfiera inizi a staccarsi da terra?

T = ________ °C

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Se la velocità di ogni atomo di un gas ideale monoatomico fosse raddoppiata, per quale fattore risulterebbe moltiplicata la temperatura Kelvin del gas?

A: 4.

B: 1/2.

C: 1/4.

D: 1.

E: 2.

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La massa atomica dell'azoto (N) è 14,0 u, mentre la massa atomica dell'ossigeno (O) è 16,0 u. Tre gas biatomici, azoto (N₂), ossigeno (O₂) e ossido nitrico (NO), hanno la stessa temperatura. Metti i tre gas in ordine crescente per velocità quadratica media (moto di traslazione).

A: N₂, O₂, NO.

B: NO, N₂, O₂.

C: O₂, N₂, NO.

D: O₂, NO, N₂.

E: N₂, NO, O₂.

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Fisica

Un'ampolla contiene idrogeno molecolare (H₂) alla temperatura di 22,5°C. Calcola la velocità quadratica media v_qm delle molecole del gas.

v_qm = ________ m/s

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Un'ampolla contiene idrogeno molecolare (H₂) alla temperatura di 22,5°C. Calcola l'energia cinetica totale media K delle molecole del gas.

K = ________ x 10^-20 J

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Mentre la pressione di un gas monoatomico ideale viene raddoppiata, il volume è dimezzato. Per quale fattore risulta moltiplicata l'energia interna del gas?

A: 4.

B: 1.

C: 1/4.

D: 2.

E: 1/2.

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Le affermazioni seguenti riguardano il modo in cui si può aumentare il tasso di diffusione (in kg/s). Quale di esse non dice il vero?

A: Aumentando la sezione trasversale del condotto di diffusione, riducendo la sua lunghezza e mantenendo costante la differenza di concentrazione del soluto alle sue estremità.

B: Riducendo la lunghezza del condotto di diffusione e mantenendo costanti la sua sezione trasversale e la differenza di concentrazione del soluto alle sue estremità.

C: Mantenendo costanti la sezione trasversale e la lunghezza del condotto di diffusione, mentre si aumenta la differenza di concentrazione del soluto alle sue estremità.

D: Aumentando la sezione trasversale del condotto di diffusione e mantenendo costanti la sua lunghezza e la differenza di concentrazione del soluto alle sue estremità.

E: Aumentando la sezione trasversale del condotto di diffusione, la sua lunghezza e la differenza di concentrazione del soluto alle sue estremità.

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Il tasso di diffusione per un soluto in un condotto riempito di solvente, che ha una sezione trasversale di 0,50 cm² e una lunghezza di 0,25 cm, è 4,0 x 10^-11 kg/s.
Quale sarebbe il tasso di diffusione con una sezione trasversale di 0,30 cm² e una lunghezza di 0,10 cm?

m/t = ________ x 10^-11 kg/s

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