Soveltavat tehtävät (351–364)
351. Absoluuttisen nollapisteen määritys
Aineisto
Taulukko: Tehtava-absoluuttinen-nollapiste.ods (LibreCalc)
Taulukko: Tehtava-absoluuttinen-nollapiste.cmbl (Logger Pro)
Taulukko: Tehtava-absoluuttinen-nollapiste.cap (Capstone)
351
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
352. Suljettu ilmasäiliö
Suljetun ilmasäiliön tilavuutta muutettiin. Paine muuttui tällöin oheisten mittaustulosten mukaan. Säiliön lämpötila pysyi vakiona.
- Esitä paine graafisesti tilavuuden funktiona. Selitä, mikä aiheuttaa havaittavan riippuvuuden mikroskooppisella tasolla.
- Määritä kuvaajaa hyödyntäen paine tilavuuden ollessa 30 ml.
- Esitä tulokset (1/V, p) -koordinaatistossa ja ilmaise muodostuvan kuvaajan yhtälö.
Aineisto
Taulukko: tehtava-suljettu-ilmasailio.ods (LibreCalc)
Taulukko: tehtava-suljettu-ilmasailio.cmbl (Logger Pro)
Taulukko: tehtava-suljettu-ilmasailio.cap (Capstone)
352
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
353. Polkupyörän pumppu
Polkupyörän renkaan tilavuus täyteen pumpattuna on 120 cm3. Pumpun tilavuus on 25 cm3. Tyhjä rengas halutaan pumpata 2,5 baarin ylipaineeseen. Kuinka monta pumpullista normaalipaineista ilmaa tarvitaan?353
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
354. Sukeltaja
- Pullossa veden alla on ontto kumimustekala. Selitä, miksi mustekala sukeltaa videossa nähtävällä tavalla.
- Sukeltava ihminen joutuu uimaan alaspäin päästäkseen syvemmälle vedenpinnan alle. Tarpeeksi syvällä hän alkaa kuitenkin vajota itsestään kohti pohjaa. Selitä, miksi näin tapahtuu.
354
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
355. Sylinterin kaasusäiliön tilanmuutokset
Umpinainen, herkkäliikkeisellä männällä suljettu sylinteri sisältää kaasua. Koejärjestelyä voidaan muuttaa seuraavilla toimenpiteillä. - Männän päällä olevan punnuksen massaa voidaan muuttaa.
- Mäntä voidaan lukita paikalleen lukolla.
- Sylinteri voidaan myös upottaa kylmään tai kuumaan veteen.
- Tilavuuden pieneneminen vakiopaineessa
- Tilavuuden pieneneminen vakiolämpötilassa
- Paineen pieneneminen vakiolämpötilassa
- Paineen pieneneminen vakiotilavuudessa.
355
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
356. Pyörän renkaiden paine
Fillariharrastaja haluaa pyöränsä renkaiden paineeksi 5,50 baaria. Renkaiden tilavuus pienenee 2,0 % ajettaessa tiellä lämpötilassa –3,5 °C. Kuinka korkeaan paineeseen renkaat tulee pumpata kellarissa, jossa lämpötila on 24,5 °C, jotta niiden paine ulkona olisi ihanteellinen?356
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
357. Ilman tiheys
357
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
358. Heliumtäytteinen ilmapallo
- Kuinka suuri on heliumin ainemäärä säiliössä?
- Kuinka suuri on heliumin tiheys pullossa?
- Kuinka monta ilmapalloa pullon heliumilla voidaan täyttää?
358
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
359. Ilmapallon paine ja massa
Ilmapalloon puhallettiin ilmaa. Pallon ja huoneen painetta mitattiin kahdella paineanturilla kuvan mukaisesti. Ilmapallo voidaan olettaa pallon muotoiseksi. Sen halkaisija on 18 cm. Huoneen lämpötila oli 21 °C.
Aineisto ilmapallon kuoresta
Kun ilmapallo puhalletaan täyteen ilmaa, ilmapallon kuori pingottuu ohueksi kalvoksi. Tämä ohut elastinen
kalvo puristaa ilmapalloa kasaan ja samalla sen sisällä olevaa ilmaa pienempään tilavuuteen. Kalvo
kohdistaa pallon sisällä olevaan ilmaan paineen.
- Kuinka suuri ylipaine ilmapallossa on?
- Kohdistuuko ilmapalloon kuoreen suurempi voima pallon sisäpuolelta vai ulkopuolelta? Perustele.
- Määritä ilmapallon sisältämän ilman massa. Ilman moolimassa on 29 g/mol.
359
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
360. Kaasuvakion määritys
Isokoorista tilanmuutosta tutkittiin vesihauteessa olevan suljetun lasipullon avulla. Vesihauteen lämpötilaa ja pullon sisäistä painetta mitattiin. Pullon tilavuus oli 120 ml, ja sen sisältämän ilman ainemääräksi määritettiin 0,00458 mol. Mittaustulokset ovat aineistossa.
Aineisto
Taulukko: tehtava-kaasuvakion-maaritys.ods (LibreCalc)
Taulukko: tehtava-kaasuvakion-maaritys.cmbl (Logger Pro)
Taulukko: tehtava-kaasuvakion-maaritys.cap (Capstone)
- Esitä mittaustulokset graafisesti lämpötila–paine-koordinaatistossa.
- Sovita pistejoukkoon suora ja määritä sen kulmakerroin.
- Määritä kulmakertoimen avulla moolinen kaasuvakio [[$R$]].
360
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
361. Kuumailmapallon toiminta
361
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
362. Daltonin osapainelaki
Tutustu liitteenä olevaan aineistoon, jossa kerrotaan Daltonin osapainelaista ja sukeltamisessa käytetyistä kaasuseoksista.
Laske, kuinka syvälle voit sukeltaa turvallisesti käyttämällä hengitysilmana kaasuseosta, jossa on 36 % happea ja 64 % typpeä.
362
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
363. Ilmakupla vedessä
Ilmakuplan tilavuus 12 metrin syvyydellä vedessä on 0,25 dm3.
- Kuinka suureksi kupla kasvaa noustessaan veden pintaan, jos lämpötila säilyy vakiona?
- Oletetaan, että ilmakuplan lämpötila alussa on 4 °C ja pinnan tuntumassa 18 °C. Kuinka paljon tällöin tilavuus muuttuu kuplan noustessa pintaan?
363
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
364. Kineettinen kaasuteoria
Kineettinen kaasuteoria kytkee matemaattisesti toisiinsa makrotasolla havaittavat suureet, kuten lämpötilan ja paineen, sekä mikrotasolla havaittavan hiukkasten nopeuden. Se on tilastollisen fysiikan vanhimpia teorioita ja syntynyt useiden fyysikoiden kehittämänä, lähtien Daniel Bernoullin vuonna 1738 julkaisemasta Hydrodynamica-teoksesta.
Tutustu aineistossa olevaan tiivistelmään kineettisen kaasuteorian päätuloksista ja vastaa seuraaviin kysymyksiin:
- Hieman tyhjenneessä heliumpallossa on heliumkaasua normaalipaineessa ja 21 °C lämpötilassa. Laske pallossa olevien heliumatomien nopeuden neliöllinen keskiarvo.
- Jos kaasun lämpötila kaksinkertaistuu, mitä tapahtuu rakenneosien nopeudelle?
- Osoita, että yhdistämällä kineettisen kaasuteorian lausekkeet paineelle ja lämpötilalle saadaan ideaalikaasun tilanyhtälö, ja laske tältä pohjalta moolisen kaasuvakion arvo.
364
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.