Monivalintatehtävät (301–308) Jaa 301. Jäykkäseinäisen kaasusäiliön lämmitys Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 1,55 litran kokoinen jäykkäseinäinen kaasusäiliö suljetaan huoneenlämpötilassa 21 °C. Säiliötä aletaan lämmittää. Mihin lämpötilaan säiliö enintään voidaan lämmittää, kun se tietojen mukaan kestää enintään 8,6 atm ylipaineen? Täydennä ratkaisu: Koska säiliö on jäykkäseinäinen, tilavuus pysyy vakiona. Siksi tilanmuutoksessa paine ja lämpötila ovat suoraan verrannolliset, eli [[$\quad \dfrac{p_2}{p_1}=\dfrac{T_2}{T_1}$]] Paine alussa on Pa. Lämpötila alussa on K. Maksimipaine, joka säiliön sisällä voi olla, on Pa, koska ylipaine tarkoittaa paine-eroa ulkopuolella vallitsevaan normaaliin ilmanpaineeseen. Loppulämpötila on tuntematon. Sen voi ratkaista aiemmin mainitusta yhtälöstä, ja tulokseksi tulee [[$T_2=\dfrac{p_1}{p_2}T_1 \quad $]] [[$T_2=\dfrac{p_2}{p_1}T_1 \quad$]] [[$T_2=\dfrac{p_2}{p_1T_1} \quad$]] [[$T_2=\dfrac{p_1}{p_2T_1}\quad$]] Sijoittamalla ratkaisuun lukuarvot saadaan vastaukseksi noin K. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 302. Autiotuvan lämmitys Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Retkeilijä saapuu tyhjillään olleeseen autiotupaan talvipakkasella. Tuvassa ei ole ollut ketään hetkeen, ja sen lämpötila on sama kuin ulkona, -27 °C. Retkeilijä laittaa kamiinaan tulet, ja jonkin ajan kuluttua tuvan sisälämpötila on noussut +15 °C:een. Montako prosenttia tuvassa olleesta ilmasta on poistunut? Täydennä ratkaisu: Koska tupa ei ole ilmatiivis, paine tuvan sisällä on koko ajan sama kuin ulkona eikä siis muutu. Siksi lämmitettäessä [[$\quad \dfrac{V_1}{T_1}=\dfrac{V_2}{T_2}$]]. Lämpötila alussa on K ja lopussa K. Tuvasta poistuneen ilman osuus saadaan selville laskemalla [[$\dfrac{V_1}{V_2}\quad \quad $]] [[$\dfrac{V_2}{V_1} \quad \quad $]] [[$1-\dfrac{V_1}{V_2} \quad \quad$]] [[$1-\dfrac{V_2}{V_1}$]] Tilavuuksien suhde saadaan alussa esitetyn kaavan avulla lämpötilojen suhteena. Niiden avulla ilmaistuna poistuneen ilman osuus on [[$\dfrac{T_1}{T_2} \quad \quad $]] [[$\dfrac{T_2}{T_1}\quad \quad $]] [[$1-\dfrac{T_1}{T_2}\quad \quad $]] [[$1-\dfrac{T_2}{T_1}$]] Vastaukseksi saadaan, että ilmasta on poistunut noin %. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 303. Kaasusylinterin lämmitys Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Suljetussa sylinterissä on kaasua. Sylinterin mäntä liikkuu herkästi pystysuunnassa. Tasapainotilanteessa männän päällä on m-massainen punnus. 1. Sylinteriä lämmitetään alaosasta. Tällöin kaasua kuvaavista suureista vakiona pysyy paine. lämpötila. tilavuus. 2. Lämmitettäessä sylinterissä olevan kaasun rakenneosat törmäilevät entistä useammin sylinterin seinämiin. rakenneosien keskimääräiset etäisyydet kasvavat. rakenneosien keskimääräinen liike hidastuu. 3. Lämmitettäessä tapahtuvaa muutosta kuvaa yhtälö [[$ \ \dfrac{p}{T}=\text{vakio}$]] [[$pV=\text{vakio}$]] [[$ \ \dfrac{V}{T}=\text{vakio}$]] 4. Viereisistä kuvaajista lämmitysprosessia esittää 1 2 3 4 5 6 5. Kaasun tilavuus alussa on 2 litraa, paine 2 baaria ja lämpötila 300 kelviniä. Lämmityksen jälkeen lämpötila on 450 kelviniä, joten kaasun paine on 3 baaria ja tilavuus 2 litraa. paine on 2 baaria ja tilavuus 3 litraa. paine on 2 baaria ja tilavuus 4 litraa. paine on 4 baaria ja tilavuus 2 litraa. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 304. Kaasujousen puristaminen Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Kaasujousen kaasusäiliö on perustilassaan 23,0 cm pitkä sylinteri, jonka tilavuus on 18,1 cm³. Tässä perustilassa kaasusäiliössä vallitsee normaali ilmanpaine. Jousta puristetaan niin, että kaasusäiliön tilavuus pienenee puoleen, eli jousi lyhenee 11,5 cm. Mitä tapahtuu paineelle kaasusäiliössä?Millä voimalla jousta on puristettava, jotta se lyhenee tämän 11,5 cm?Täydennä ratkaisu: a) Oletetaan, että jousta puristetaan hiljalleen ja mahdolliset lämpötilan muutokset ehtivät tasaantua. Tällöin tilanmuutosta voidaan tarkastella isotermisenä, eli [[$p_1V_1=p_2V_2$]]. Tästä voidaan ratkaista lyhentyneessä säiliössä vallitseva paine: [[$p_2=p_1\dfrac{V_1}{V_2}$]] [[$p_2=p_1\dfrac{V_2}{V_1}$]] [[$p_2=V_1\dfrac{V_2}{p_1}$]] [[$p_2=V_2\dfrac{V_1}{p_1}$]] Paineeksi saadaan kPa b) Voima ja paine liittyvät toisiinsa seuraavasti: [[$F=pA$]]. On siis laskettava pinta-ala, johon paine sylinterissä kohdistuu. Pinta-ala saadaan laskemalla [[$A=\dfrac{V}{h}$]]. Pinta-ala on m². Sylinterin ulkopuolella vallitsee normaali ilmanpaine ja sylinterissä a-kohdassa laskettu paine. Puristavan voiman on vastattava näiden paineiden summaa. Puristavan voiman on vastattava näiden paineiden erotusta. Puristavan voiman on vastattava sylinterissä vallitsevaa painetta. Puristavan voiman on vastattava ulkopuolella vallitsevaa painetta. Voimaksi saadaan N. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 305. Kaasusylinterin puristaminen Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Metallisylinterissä on kaasua. Sylinterin sulkee kuvan mukaisesti herkkäliikkeinen mäntä, jonka päällä on m-massainen punnus. 1. Männän päälle lisätään toinen samanlainen punnus. Hetken kuluttua tarkasteltaessa kaasua kuvaavista suureista vakiona on säilynyt paine. lämpötila. tilavuus. 2. Punnuksen lisäämisen aiheuttama kaasun tilanmuutos on isoterminen. isobaarinen muutos. isokoorinen. 3. Tapahtuvaa muutosta kuvaa yhtälö [[$ \ \dfrac{p}{T}=\text{vakio}$]] [[$pV=\text{vakio}$]] [[$ \ \dfrac{V}{T}=\text{vakio}$]] 4. Viereisistä kuvaajista prosessia esittää 1 2 3 4 5 6 5. Kaasun tilavuus alussa on 3 litraa, paine 2 baaria ja lämpötila 300 kelviniä. Punnuksen lisäämisen jälkeen tilavuus on 2 l, joten paine on 3 bar ja lämpötila 300 K. paine on 2 bar ja lämpötila 200 K. paine on 1 bar ja lämpötila 400 K. paine on 4 bar ja lämpötila 200 K. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 306. Kaasua lasi- ja muovipullossa Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Sekä lasi- että muovipullon tilavuus on 0,50 litraa huoneen lämpötilassa. Lasipullo säilyttää muotonsa lämpötilan muuttuessa. Muovipullo muuttaa herkästi muotoaan. Pullot suljetaan tiiviisti huoneen lämpötilassa. 1. Mitä lasipullossa vallitsevalle kaasun paineelle tapahtuu, kun pullo viedään pakkaseen? Paine kasvaa. Paine ei muutu. Paine pienenee. 2. Muovipullo viedään lasipullon tavoin pakkaseen. Mitä muovipullon tilavuudelle tapahtuu? Muovipullon tilavuus kasvaa. Muovipullon tilavuus ei muutu. Muovipullon tilavuus pienenee. 3. Pullot ovat pakkasessa. Kumman pullon sisällä on enemmän ilmahiukkasia? lasipullon muovipullon Pullojen sisällä on yhtä suuri määrä hiukkasia. 4. Pullot ovat pakkasessa. Kuinka suuri on muovipullossa vallitseva kaasun paine lasipullon kaasun paineeseen verrattuna? Muovipullossa on suurempi paine kuin lasipullossa. Muovipullossa on pienempi paine kuin lasipullossa. Muovipullossa on yhtä suuri paine kuin lasipullossa. 5. Millainen tilanmuutos tapahtuu, kun lasipullo viedään huoneen lämpötilasta pakkaseen? Lasipullossa tapahtuu isoterminen prosessi. Lasipullossa tapahtuu isokoorinen prosessi. Lasipullossa tapahtuu isobaarinen prosessi. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 307. Kuumailmapallo Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen :right smallKuumailmapallon lentoa hallitaan polttamalla propaania polttimossa. Kuumailmapallo on joustavaa materiaalia ja säilyttää muotonsa. 1. Mitä tapahtuu kuumailmapallossa olevan ilman lämpötilalle, kun propaania poltetaan? Ilman lämpötila nousee. Ilman lämpötila ei muutu. Ilman lämpötila laskee. 2. Miten kuumailmapallossa olevien ilmahiukkasten keskimääräinen liike-energia muuttuu? Liike-energia kasvaa. Liike-energia ei muutu. Liike-energia pienenee. 3. Mitä tapahtuu kuumailmapallossa vallitsevalle paineelle? Paine kasvaa. Paine ei muutu. Paine pienenee. 4. Mitä tapahtuu kuumailmapallossa olevien ilmahiukkasten lukumäärälle? Hiukkasten lukumäärä kasvaa. Hiukkasten lukumäärä ei muutu. Hiukkasten lukumäärä pienenee. 5. Millainen termodynaaminen systeemi kuumailmapallo on? Kuumailmapallo on eristetty systeemi. Kuumailmapallo on suljettu systeemi. Kuumailmapallo on avoin systeemi. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 308. Sisäänhengitys normaalisti ja vuoristossa Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Ilma noudattaa ideaalikaasulakia varsin hyvin, vaikka ilma on kaasuseos. Ilman moolimassana voidaan käyttää arvoa 28,97 g/mol. Voimakkaasti hengitettäessä aikuinen mieshenkilö hengittää sisään noin 4 litraa ilmaa yhdellä hengityksellä. Laske, montako moolia tämä on, jos hengitys tapahtuu normaalipaineessa ja lämpötilassa 20 °C.Montako vastaavaa hengitystä on tehtävä, jotta sama moolimäärä saadaan hengitettyä vuoristo-olosuhteissa lämpötilan ollessa -15 °C ja paineen ollessa 62 % normaalipaineesta?Täydennä ratkaisu: a) Ideaalikaasulain mukaan [[$\dfrac{pV}{T}=nR$]]. Tästä voidaan ratkaista moolimäärä, saadaan [[$n=\dfrac{pVR}{T} \quad \quad $]] [[$n=\dfrac{pV}{TR}\quad \quad $]] [[$n=\dfrac{pV}{T}-R\quad \quad $]] [[$n=\dfrac{pV}{T}+R$]] Tähän sijoitetaan lähtöarvot. Jos käytetään moolisen kaasuvakion arvoa [[$R=8{,}314510\,\dfrac{\text{J}}{\text{mol K}}$]], on käytettävä lämpötilan arvoa [[$20\text{ °C}\qquad$]] [[$293{,}15\text{ °C}\qquad$]] [[$20\text{ K}\qquad$]] [[$293{,}15\text{ K}$]] ja tilavuuden arvoa [[$4\text{ l}\qquad$]] [[$4\text{ dm}^3\qquad$]] [[$0{,}004\text{ m}^3\qquad$]] ei mikään näistä ja paineen arvoa [[$101\,325\text{ Pa}\qquad$]] [[$1{,}013\,25\text{ bar}\qquad$]] [[$101{,}325\text{ kPa}\qquad$]] [[$1\text{ atm}$]] Vastaukseksi saadaan noin molb) Lasketaan, mitä tilavuutta sama ilmamäärä vastaa vuoristo-olosuhteissa. Ideaalikaasun tilanyhtälön mukaan [[$\dfrac{p_1V_1}{T_1}=\dfrac{p_2V_2}{T_2}$]]. Tästä saadaan ratkaistua [[$V_2$]]: [[$V_2=\dfrac{p_1V_1p_2}{T_1T_2}$]] [[$V_2=\dfrac{p_1V_1}{T_1T_2p_2}$]] [[$V_2=\dfrac{p_1V_1T_2}{T_1p_2}$]] [[$V_2=\dfrac{p_1V_1T_2p_2}{T_1}$]] nyt [[$p_2=$]] Pa ja [[$T_2=$]] K. Uudeksi tilavuudeksi saadaan noin [[$V_2=$]] litraa. Tämä tarkoittaa, että samaa moolimäärää varten on tehtävä noin hengitystä. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
301. Jäykkäseinäisen kaasusäiliön lämmitys Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen 1,55 litran kokoinen jäykkäseinäinen kaasusäiliö suljetaan huoneenlämpötilassa 21 °C. Säiliötä aletaan lämmittää. Mihin lämpötilaan säiliö enintään voidaan lämmittää, kun se tietojen mukaan kestää enintään 8,6 atm ylipaineen? Täydennä ratkaisu: Koska säiliö on jäykkäseinäinen, tilavuus pysyy vakiona. Siksi tilanmuutoksessa paine ja lämpötila ovat suoraan verrannolliset, eli [[$\quad \dfrac{p_2}{p_1}=\dfrac{T_2}{T_1}$]] Paine alussa on Pa. Lämpötila alussa on K. Maksimipaine, joka säiliön sisällä voi olla, on Pa, koska ylipaine tarkoittaa paine-eroa ulkopuolella vallitsevaan normaaliin ilmanpaineeseen. Loppulämpötila on tuntematon. Sen voi ratkaista aiemmin mainitusta yhtälöstä, ja tulokseksi tulee [[$T_2=\dfrac{p_1}{p_2}T_1 \quad $]] [[$T_2=\dfrac{p_2}{p_1}T_1 \quad$]] [[$T_2=\dfrac{p_2}{p_1T_1} \quad$]] [[$T_2=\dfrac{p_1}{p_2T_1}\quad$]] Sijoittamalla ratkaisuun lukuarvot saadaan vastaukseksi noin K. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
302. Autiotuvan lämmitys Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Retkeilijä saapuu tyhjillään olleeseen autiotupaan talvipakkasella. Tuvassa ei ole ollut ketään hetkeen, ja sen lämpötila on sama kuin ulkona, -27 °C. Retkeilijä laittaa kamiinaan tulet, ja jonkin ajan kuluttua tuvan sisälämpötila on noussut +15 °C:een. Montako prosenttia tuvassa olleesta ilmasta on poistunut? Täydennä ratkaisu: Koska tupa ei ole ilmatiivis, paine tuvan sisällä on koko ajan sama kuin ulkona eikä siis muutu. Siksi lämmitettäessä [[$\quad \dfrac{V_1}{T_1}=\dfrac{V_2}{T_2}$]]. Lämpötila alussa on K ja lopussa K. Tuvasta poistuneen ilman osuus saadaan selville laskemalla [[$\dfrac{V_1}{V_2}\quad \quad $]] [[$\dfrac{V_2}{V_1} \quad \quad $]] [[$1-\dfrac{V_1}{V_2} \quad \quad$]] [[$1-\dfrac{V_2}{V_1}$]] Tilavuuksien suhde saadaan alussa esitetyn kaavan avulla lämpötilojen suhteena. Niiden avulla ilmaistuna poistuneen ilman osuus on [[$\dfrac{T_1}{T_2} \quad \quad $]] [[$\dfrac{T_2}{T_1}\quad \quad $]] [[$1-\dfrac{T_1}{T_2}\quad \quad $]] [[$1-\dfrac{T_2}{T_1}$]] Vastaukseksi saadaan, että ilmasta on poistunut noin %. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
303. Kaasusylinterin lämmitys Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Suljetussa sylinterissä on kaasua. Sylinterin mäntä liikkuu herkästi pystysuunnassa. Tasapainotilanteessa männän päällä on m-massainen punnus. 1. Sylinteriä lämmitetään alaosasta. Tällöin kaasua kuvaavista suureista vakiona pysyy paine. lämpötila. tilavuus. 2. Lämmitettäessä sylinterissä olevan kaasun rakenneosat törmäilevät entistä useammin sylinterin seinämiin. rakenneosien keskimääräiset etäisyydet kasvavat. rakenneosien keskimääräinen liike hidastuu. 3. Lämmitettäessä tapahtuvaa muutosta kuvaa yhtälö [[$ \ \dfrac{p}{T}=\text{vakio}$]] [[$pV=\text{vakio}$]] [[$ \ \dfrac{V}{T}=\text{vakio}$]] 4. Viereisistä kuvaajista lämmitysprosessia esittää 1 2 3 4 5 6 5. Kaasun tilavuus alussa on 2 litraa, paine 2 baaria ja lämpötila 300 kelviniä. Lämmityksen jälkeen lämpötila on 450 kelviniä, joten kaasun paine on 3 baaria ja tilavuus 2 litraa. paine on 2 baaria ja tilavuus 3 litraa. paine on 2 baaria ja tilavuus 4 litraa. paine on 4 baaria ja tilavuus 2 litraa. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
304. Kaasujousen puristaminen Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Kaasujousen kaasusäiliö on perustilassaan 23,0 cm pitkä sylinteri, jonka tilavuus on 18,1 cm³. Tässä perustilassa kaasusäiliössä vallitsee normaali ilmanpaine. Jousta puristetaan niin, että kaasusäiliön tilavuus pienenee puoleen, eli jousi lyhenee 11,5 cm. Mitä tapahtuu paineelle kaasusäiliössä?Millä voimalla jousta on puristettava, jotta se lyhenee tämän 11,5 cm?Täydennä ratkaisu: a) Oletetaan, että jousta puristetaan hiljalleen ja mahdolliset lämpötilan muutokset ehtivät tasaantua. Tällöin tilanmuutosta voidaan tarkastella isotermisenä, eli [[$p_1V_1=p_2V_2$]]. Tästä voidaan ratkaista lyhentyneessä säiliössä vallitseva paine: [[$p_2=p_1\dfrac{V_1}{V_2}$]] [[$p_2=p_1\dfrac{V_2}{V_1}$]] [[$p_2=V_1\dfrac{V_2}{p_1}$]] [[$p_2=V_2\dfrac{V_1}{p_1}$]] Paineeksi saadaan kPa b) Voima ja paine liittyvät toisiinsa seuraavasti: [[$F=pA$]]. On siis laskettava pinta-ala, johon paine sylinterissä kohdistuu. Pinta-ala saadaan laskemalla [[$A=\dfrac{V}{h}$]]. Pinta-ala on m². Sylinterin ulkopuolella vallitsee normaali ilmanpaine ja sylinterissä a-kohdassa laskettu paine. Puristavan voiman on vastattava näiden paineiden summaa. Puristavan voiman on vastattava näiden paineiden erotusta. Puristavan voiman on vastattava sylinterissä vallitsevaa painetta. Puristavan voiman on vastattava ulkopuolella vallitsevaa painetta. Voimaksi saadaan N. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
305. Kaasusylinterin puristaminen Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Metallisylinterissä on kaasua. Sylinterin sulkee kuvan mukaisesti herkkäliikkeinen mäntä, jonka päällä on m-massainen punnus. 1. Männän päälle lisätään toinen samanlainen punnus. Hetken kuluttua tarkasteltaessa kaasua kuvaavista suureista vakiona on säilynyt paine. lämpötila. tilavuus. 2. Punnuksen lisäämisen aiheuttama kaasun tilanmuutos on isoterminen. isobaarinen muutos. isokoorinen. 3. Tapahtuvaa muutosta kuvaa yhtälö [[$ \ \dfrac{p}{T}=\text{vakio}$]] [[$pV=\text{vakio}$]] [[$ \ \dfrac{V}{T}=\text{vakio}$]] 4. Viereisistä kuvaajista prosessia esittää 1 2 3 4 5 6 5. Kaasun tilavuus alussa on 3 litraa, paine 2 baaria ja lämpötila 300 kelviniä. Punnuksen lisäämisen jälkeen tilavuus on 2 l, joten paine on 3 bar ja lämpötila 300 K. paine on 2 bar ja lämpötila 200 K. paine on 1 bar ja lämpötila 400 K. paine on 4 bar ja lämpötila 200 K. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
306. Kaasua lasi- ja muovipullossa Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Sekä lasi- että muovipullon tilavuus on 0,50 litraa huoneen lämpötilassa. Lasipullo säilyttää muotonsa lämpötilan muuttuessa. Muovipullo muuttaa herkästi muotoaan. Pullot suljetaan tiiviisti huoneen lämpötilassa. 1. Mitä lasipullossa vallitsevalle kaasun paineelle tapahtuu, kun pullo viedään pakkaseen? Paine kasvaa. Paine ei muutu. Paine pienenee. 2. Muovipullo viedään lasipullon tavoin pakkaseen. Mitä muovipullon tilavuudelle tapahtuu? Muovipullon tilavuus kasvaa. Muovipullon tilavuus ei muutu. Muovipullon tilavuus pienenee. 3. Pullot ovat pakkasessa. Kumman pullon sisällä on enemmän ilmahiukkasia? lasipullon muovipullon Pullojen sisällä on yhtä suuri määrä hiukkasia. 4. Pullot ovat pakkasessa. Kuinka suuri on muovipullossa vallitseva kaasun paine lasipullon kaasun paineeseen verrattuna? Muovipullossa on suurempi paine kuin lasipullossa. Muovipullossa on pienempi paine kuin lasipullossa. Muovipullossa on yhtä suuri paine kuin lasipullossa. 5. Millainen tilanmuutos tapahtuu, kun lasipullo viedään huoneen lämpötilasta pakkaseen? Lasipullossa tapahtuu isoterminen prosessi. Lasipullossa tapahtuu isokoorinen prosessi. Lasipullossa tapahtuu isobaarinen prosessi. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
307. Kuumailmapallo Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen :right smallKuumailmapallon lentoa hallitaan polttamalla propaania polttimossa. Kuumailmapallo on joustavaa materiaalia ja säilyttää muotonsa. 1. Mitä tapahtuu kuumailmapallossa olevan ilman lämpötilalle, kun propaania poltetaan? Ilman lämpötila nousee. Ilman lämpötila ei muutu. Ilman lämpötila laskee. 2. Miten kuumailmapallossa olevien ilmahiukkasten keskimääräinen liike-energia muuttuu? Liike-energia kasvaa. Liike-energia ei muutu. Liike-energia pienenee. 3. Mitä tapahtuu kuumailmapallossa vallitsevalle paineelle? Paine kasvaa. Paine ei muutu. Paine pienenee. 4. Mitä tapahtuu kuumailmapallossa olevien ilmahiukkasten lukumäärälle? Hiukkasten lukumäärä kasvaa. Hiukkasten lukumäärä ei muutu. Hiukkasten lukumäärä pienenee. 5. Millainen termodynaaminen systeemi kuumailmapallo on? Kuumailmapallo on eristetty systeemi. Kuumailmapallo on suljettu systeemi. Kuumailmapallo on avoin systeemi. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
308. Sisäänhengitys normaalisti ja vuoristossa Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen Ilma noudattaa ideaalikaasulakia varsin hyvin, vaikka ilma on kaasuseos. Ilman moolimassana voidaan käyttää arvoa 28,97 g/mol. Voimakkaasti hengitettäessä aikuinen mieshenkilö hengittää sisään noin 4 litraa ilmaa yhdellä hengityksellä. Laske, montako moolia tämä on, jos hengitys tapahtuu normaalipaineessa ja lämpötilassa 20 °C.Montako vastaavaa hengitystä on tehtävä, jotta sama moolimäärä saadaan hengitettyä vuoristo-olosuhteissa lämpötilan ollessa -15 °C ja paineen ollessa 62 % normaalipaineesta?Täydennä ratkaisu: a) Ideaalikaasulain mukaan [[$\dfrac{pV}{T}=nR$]]. Tästä voidaan ratkaista moolimäärä, saadaan [[$n=\dfrac{pVR}{T} \quad \quad $]] [[$n=\dfrac{pV}{TR}\quad \quad $]] [[$n=\dfrac{pV}{T}-R\quad \quad $]] [[$n=\dfrac{pV}{T}+R$]] Tähän sijoitetaan lähtöarvot. Jos käytetään moolisen kaasuvakion arvoa [[$R=8{,}314510\,\dfrac{\text{J}}{\text{mol K}}$]], on käytettävä lämpötilan arvoa [[$20\text{ °C}\qquad$]] [[$293{,}15\text{ °C}\qquad$]] [[$20\text{ K}\qquad$]] [[$293{,}15\text{ K}$]] ja tilavuuden arvoa [[$4\text{ l}\qquad$]] [[$4\text{ dm}^3\qquad$]] [[$0{,}004\text{ m}^3\qquad$]] ei mikään näistä ja paineen arvoa [[$101\,325\text{ Pa}\qquad$]] [[$1{,}013\,25\text{ bar}\qquad$]] [[$101{,}325\text{ kPa}\qquad$]] [[$1\text{ atm}$]] Vastaukseksi saadaan noin molb) Lasketaan, mitä tilavuutta sama ilmamäärä vastaa vuoristo-olosuhteissa. Ideaalikaasun tilanyhtälön mukaan [[$\dfrac{p_1V_1}{T_1}=\dfrac{p_2V_2}{T_2}$]]. Tästä saadaan ratkaistua [[$V_2$]]: [[$V_2=\dfrac{p_1V_1p_2}{T_1T_2}$]] [[$V_2=\dfrac{p_1V_1}{T_1T_2p_2}$]] [[$V_2=\dfrac{p_1V_1T_2}{T_1p_2}$]] [[$V_2=\dfrac{p_1V_1T_2p_2}{T_1}$]] nyt [[$p_2=$]] Pa ja [[$T_2=$]] K. Uudeksi tilavuudeksi saadaan noin [[$V_2=$]] litraa. Tämä tarkoittaa, että samaa moolimäärää varten on tehtävä noin hengitystä. Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen
