Dæmi við 10. kafla

Fyrra númerið við dæmin á við 9. útgáfu bókarinnar en það seinna á við 10. útgáfu.

10.1, 10.9

Hvaða munur er á eftirfarandi stærðum og eiginleikum hjá gastegund og vökva?

1. Eðlismassa
2. Hæfileika til að breyta rúmmáli.
3. Hversu vel efnin blandast við efni í sama ástandi og mynda einsleita blöndu.
   Svar

10.3

Tveir jafnþungir menn standa á gólfi. Annar stendur í báða fætur en hinn á öðrum fæti.

1. Er mismunur á kröftunum sem verka frá þeim á gólfið?
2. Er mismunur á þrýstingnum sem þeir verka með á gólfið? Svar

10.4

Kvikasilfurloftvog er í Denver sem er í 5000 feta hæð yfir sjávarmáli og önnur er í Los Angeles í 132 feta hæð yfir sjávarmáli. Útskýrðu hvers vegna kvikasilfrið er lægra í loftvoginni í Denver en í loftvoginni í Los Angeles. Svar

10.5, 10.13

1. Hversu há þarf vatnssúla að vera til að gefa sama þrýsting og 760 mmHg? Eðlismassi vatns er 1,0 g/mL en eðlismassi kvikasilfurs er 13,6 g/mL.
2. Hvaða þrýstingur verkar á kafara sem er á 11 m dýpi í vatni þegar loftþrýstingur við yfirborð er 0,95 atm? Tafla Svar

10.9, 10.17

Meðalloftþrýstingur á toppi Mount Everest er 265 torr. Umreiknaðu þrýstinginn í einingarnar:

1. atm
2. mmHg
3. paskal
4. bör Svar

10.10, 10.18

Umreiknaðu eftirfarandi:

1. 2,44 atm í torr
2. 682 torr í kílópaskal
3. 776 mmHg í loftþyngdir
4. 1,456·10⁵ Pa í loftþyngdir
5. 3,44 atm í bör Svar

10.14

Bókahilla stendur á tveimur uppistöðum og er endi hvorrar uppistöðu er 2,2 cm · 30 cm. Heildarmassi er 262 kg. Reiknaðu þrýstinginn í paskal sem hillan þrýstir á gólfið. Svar

10.15, 10.21

Loftþrýstingur er 0,975 atm. Hver er þrýstingur innilukta loftsins í hverju eftirfarandi tilviki?
Svar

10.17, 10.23

Gas við 300 K og 1,0 atm er innilukt í bullustrokki eins og myndin sýnir.

1. Teiknaðu inn á myndina breytinguna sem verður á bullunni ef hiti er hækkaður í 500 K þegar þrýstingi er haldið óbreyttum.
2. Teiknaðu breytinguna sem verður á bullunni ef hitanum er haldið við 500 K en þrýstingurinn er aukinn úr 1,0 atm í 2,0 atm með því að breyta rúmmálinu. Svar

10.19, 10.25

Ákveðið magn af gasi er í 10,3 L íláti við 23°C og 748 torr þrýsting.

1. Hvert verður rúmmál gassins ef þrýstingurinn er aukinn í 1,88 atm án þess að hiti breytist.
2. Nú er hiti 10,3 L ílátsins aukinn í 165°C án þess að þrýstingur breytist úr 748 torrum. Hvert verður þá rúmmál gassins?Svar

10.27, (10.32)

Reiknaðu eftirtaldar stærðir fyrir kjörgas:

1. Rúmmál gass í lítrum ef 2,46 mól eru af því við 1,28 atm þrýsting og -6°C.
2. Hita 135 mL gass á kelvín sem er 4,79·10^-2 mól og við 720 torr þrýsting.
3. Þrýsting 5,52·10^-2 móla af gasi sem er 413 mL við 88°C.
4. Mól 88,4 L af gasi við 54°C og 9,84 kPa þrýsting.Svar

10.29, 10.33

Hindenburg var loftskip fyllt af vetni en það sprakk árið 1937. Hversu mörg kílógrömm að vetni voru í loftskipinu ef rúmmál þess var 2,0·10⁵ m³ við 23°C og 1,0 atm þrýsting? Svar

10.32

Í 456 mL úðabrúsa eru 3,18 g af própani, C₃H₈.

1. Hver er þrýstingurinn í brúsanum ef hitinn er 23°C? Svar
2. Hvert er rúmmál própangassins við STP? Svar
3. Gefið er að brúsinn geti sprungið ef hitinn fer yfir 55°C. Hver er þá þrýstingurinn í brúsanum? Svar

10.33, (10.39)

Algengt er að nota klór til sótthreinsunar á vatni. Sýni af klórgasi er 9,22 L við 1124 torr þrýsting og 24°C.

1. Hversu mörg grömm að klóri eru í sýninu? Svar
2. Hvert er rúmmál klórsins við STP? Svar
3. Við hvaða hita verður gasið 15,00 L ef þrýstingur þess er 8,76·10² torr? Svar
4. Við hvaða þrýsting verður rúmmálið 6,00 L ef hitinn er 58°C? Svar

10.34, (10.40)

Margar gastegundir eru fluttar í kútum undir miklum þrýstingi. Í 68,0 L stálkúti er súrefni við 15900 kPa og 23°C.

1. Hvað vegur súrefnið í kútnum? Svar
2. Hvert væri rúmmál súrefnisins við STP? Svar
3. Við hvaða hita væri þrýstingurinn í kútnum 170 atm? Svar
4. Hver væri þrýstingurinn í kPa ef súrefnið væri sett í 52,6 L kút við 24°C? Svar

10.37, 10.34

Útskýrðu hver eftirfarandi gastegunda hefur mestan eðlismassa við 1,00 atm og 298 K?

1. CO₂
2. N₂O
3. Cl₂ Svar

10.38, (10.44)

Útskýrðu hver eftirfarandi gastegunda hefur minnstan eðlismassa við 1,00 atm og 298 K?

1. SO₃
2. HCl
3. CO₂ Svar

10.40, (10.47)

Hver eftirfarandi fullyrðinga útskýrir best hvers vegna nitur hefur minni eðlismassa en Xe ef báðar lofttegundirnar eru mældar við STP?

1. Þar sem Xe er eðalgas þá hafa Xe atómin minni tilhneigingu til að hrinda hvert öðru frá sér svo þau pakkast betur í gasástandi.
2. Xe atóm hafa meiri massa en N₂ sameindir og vegna þess að báðar lofttegundirnar hafa sama fjölda sameinda í ákveðnu rúmmáli við STP þá er eðlismassi Xe meiri.
3. Xe atómin eru stærri en N₂ sameindirnar og taka stærri hluta af rúmmáli gassins.
4. Vegna þess að Xe atómin eru mun þyngri en N₂ sameindirnar hreyfast þau hægar og mynda þess vegna minni kraft upp á við í ílátinu og þar með verkar Xe gasið þéttara í sér. Svar

10.41, 10.47

1. Reiknaðu eðlismassa NO₂ gass við 0,970 atm þrýsting og 35°C. Svar
2. Reiknaðu mólmassa gastegundar ef eðlismassi hennar er 6,345 g/L við 22°C og 743 torr. Svar

10.46, (10.52)

Kalsínhýdríð; CaH₂, hvarfast við vatn og myndar vetnisgas:
CaH_2(s) + 2H₂O_(l) --> Ca(OH)_2(aq) + 2H_2(g)
Þetta hvarf er stundum notað til að blása upp björgunarvesti, veðurbelgi og annað þess háttar þar sem þörf er á vetni á einfaldan hátt. Hversu mörg grömm af CaH₂ þarf til að mynda 64,5 L af H_2(g) við 814 torr og 32°C? Svar

10.47

Ammoníumsúlfat, sem er algengur plöntuáburður, má framleiða með efnahvarfi ammoníaks og brennisteinssýru:
2NH_3(g) + H₂SO_4(aq) --> (NH₄)₂SO_4(aq)
Reiknaðu rúmmál af NH_3(g) við 42°C og 15,6 atm sem þarf til að hvarfast við 87 kg af H₂SO₄. Svar

10.49, 10.55

Við hvarf sinks við brennisteinssýru myndast vetni:
Zn_(s) + H₂SO_4(aq) --> ZnSO_4(aq) + H_2(g)
Hversu mörg grömm af sinki hvörfuðust ef 159 mL af H₂ var safnað yfir vatni við 24°C og 738 torr þrýsting. Mettunarþrýsting vatns er að finna í _"Appendix B" í námsbók. Svar

10.51, 10.57

Athugaðu eftirfarandi mynd.

1. Hvernig breytist rúmmálið sem N₂ er í þegar kraninn á milli ílátanna er opnaður þannig að gastegundirnar blandist? Hver verður hlutþrýstingur niturs eftir blöndunina? Svar
2. Hvernig breytist rúmmálið sem O₂ er í þegar kraninn á milli ílátanna er opnaður þannig að gastegundirnar blandist? Hver verður hlutþrýstingur súrefnis eftir blöndunina? Svar
3. Hver verður heildarþrýstingurinn í ílátinu eftir lofttegundirnar hafa blandast? Svar

10.53, 10.59

Í 7,00 L íláti við 25°C er blanda af 0,538 mólum af He_(g), 0,315 mólum af Ne_(g) og 0,103 mólum af Ar_(g).

1. Reiknaðu hlutþrýsting hverrar lofttegundar í blöndunni. Svar
2. Reiknaðu heildarþrýstinginn í blöndunni. Svar