Thermodynamica oefentoets

Bij een afgesloten hoeveelheid ideaal gas verandert het product van de druk en het volume V bij een constant gehouden temperatuur volgens …

Een hoeveelheid ideaal gas is opgesloten in een vat met een beweegbare zuiger als deksel. Men laat het gas expanderen zodat het verband tussen de druk p van het gas en het volume V ervan gegeven wordt door $p \cdot V^2 = \text{constant}$.

De temperatuur van het gas zal dan …

Een meetspuit bevat 2,0 cm³ lucht en wordt verwarmd van 30˚C tot 60˚C bij constante druk. Het volume van de meetspuit zal dan …

Van een welbepaalde hoeveelheid ideaal gas zijn twee isothermen gegeven, zie figuur.

Deze hoeveelheid gas gaat over van een toestand beschreven door p₀, V₀, T_0, punt A op de grafiek, naar een toestand beschreven door het punt C op de figuur. Deze overgang gebeurt via de op de figuur aangegeven weg van A over B naar C.

Het verband tussen de begintemperatuur T₀ en de eindtemperatuur T_e kan dan aangegeven worden door …

De grafiek stelt de druk voor als functie van de absolute temperatuur voor een afgesloten hoeveelheid ideaal gas.

In het punt A is het volume gelijk aan V_A. Welk volume heeft het gas in het punt B?

Drie door kranen van elkaar afgesloten gasreservoirs van volumes 2V, 3V en V bevatten respectievelijk CO₂-gas bij 0,3 MPa; N₂-gas bij 0,1 MPa; en O₂;-gas bij 0,6 MPa.

Deze gassen bevinden zich op dezelfde temperatuur en mogen als ideale gassen beschouwd worden. Men opent de kranen tussen de reservoirs, waardoor de gassen mengen. Gedurende dit hele proces houdt men de temperatuur constant.
De einddruk in de reservoirs is dan:

Twee flessen op kamertemperatuur zijn aan elkaar verbonden via een kraan. In de eerste fles bevindt zich een ideaal gas onder een druk p₁. In de tweede fles, die een dubbel zo groot volume heeft, bevindt zich een ander ideaal gas onder een druk p₂. Als de kraan opengedraaid wordt, is de druk in beide flessen gelijk aan …

Een waterput is 20 m diep en is volledig gevuld met water, dat overal dezelfde temperatuur heeft. Een luchtbel stijgt op van de bodem tot aan het wateroppervlak. Het volume van de luchtbel aan het wateroppervlak is dan …

Wanneer een hoeveelheid waterdamp condenseert in lucht dan zal …

In een afgesloten glazen vat bevindt zich in het rechterdeel Y vloeibare ether (een vluchtige vloeistof). Het apparaat en de vloeistof bevinden zich op kamertemperatuur. Het linkerdeel X van het vat wordt in ijs geplaatst.

Welke beweringen zijn juist in die situatie?

I. In X wordt vloeibare ether zichtbaar.

II. Het vloeistofniveau in Y zal stijgen.

III. Het vloeistofniveau in Y zal dalen.

IV. Er zal geen verandering optreden.

Een mengsel van lucht en verzadigde waterdamp wordt bij een constante temperatuur samengedrukt tot de helft van het oorspronkelijk volume. Vóór de samendrukking was de partieeldruk van de lucht gelijk aan 95 kPa en de partieeldruk van de waterdamp gelijk aan 5 kPa. Hoe groot zijn de partieeldrukken na de samendrukking?

De volumeuitzetting van een bepaalde hoeveelheid (massa = m) van een ideaal gas bij een constante druk p wordt beschreven door de lijn H op onderstaande figuur.

De volumeuitzetting van de dubbele hoeveelheid, massa = 2m, van hetzelfde gas bij een constante druk van p/2 wordt dan beschreven door …

Twee gelijke kamers zijn met elkaar verbonden door een openstaande deur. De temperatuur in beide kamers wordt echter op een verschillende waarde gehouden.

In welke kamer bevindt zich dan het grootste aantal luchtmoleculen?

Een bepaalde hoeveelheid van een als ideaal te beschouwen gas ondergaat achtereenvolgens de toestandsverandering A → B en B → C. (Zie bijgaan V, p-diagram.)
De punten A en C liggen op dezelfde isotherm.
De temperatuur in de toestand B is dan …

Twee vaten A en B met respectievelijke volumes V₀ en 3V₀ bevinden zich oorspronkelijk op eenzelfde temperatuur T₀ kelvin. In beide vaten samen is er in totaal n mol van een ideaal gas. De vaten zijn met elkaar verbonden via een buis met een verwaarloosbaar volume. Deze buis is vervaardigd uit een isolerend materiaal waardoor de vaten op een verschillende temperatuur kunnen zijn zonder dat er warmte-uitwisseling plaatsvindt. Men wijzigt de temperatuur van het vat A tot een waarde van T kelvin bereikt wordt. Het aantal mol in het vat A wordt daardoor gereduceerd tot ⁴/₁₀ van de oorspronkelijke hoeveelheid. De temperatuur van het vat B blijft behouden op een waarde van T₀ kelvin.

De waarde van de temperatuur T is dan …

In een verticaal geplaatste cilinder bevindt zich een ideaal gas onder een zuiger (Z) die wrijvingsloos kan bewegen. Het gas wordt verwarmd van een temperatuur T₁ naar een temperatuur T₂. De zuiger verplaatst zich tijdens het verwarmen van stand 1 naar stand 2 zoals aangegeven op bijgaande figuur.

Dan wordt de verhouding T₁/T₂ gegeven door …

Een welbepaalde hoeeveelheid van een als ideaal te beschouwen gas wordt op twee verschillende manieren van een begintoestand A naar een eindtoestand B gebracht.

De eerste manier wordt in een (V, p) diagram door het lijnstuk AB voorgesteld. De tweede manier gaat via de weg ACB in het diagram.

De arbeid W₁ (volgens weg 1) en de arbeid W₂ (volgens weg 2) die door het gas bij deze beide toestandsveranderingen geleverd wordt, verhouden zich dan als …

Twee vaten, A en B, zijn met elkaar verbonden via een kraan k. De kraan is oorspronkelijke gesloten. Een hoeveelheid ideaal gas zit opgesloten in A bij een temperatuur van 300 K.

In B zit eveneens een hoeveelheid gas en op eenzelfde temperatuur maar bij een twee maal lagere druk dan het gas in A (p_A = 2p_B). Het volume van B is driemaal groter dan het volume van A.

Men verbindt beide vaten door de kraan k te openen. De twee hoeveelheden gas vermengen, waarbij de temperatuur constant blijft op 300 K.

De einddruk van het gas in beide vaten is dan …

Welke van de drie onderstaande figuren stellen een isobare toestandsverandering van een ideaal gas voor?

De druk van het (ideaal) gas in een gloeilamp bedraagt 16,0 mbar bij een temperatuur van 27˚C. Als de lamp een tijdje brandt, is de druk van het gas 32,0 mbar. Hoe groot is de temperatuur van het gas bij deze verhoogde druk?

Van een luchtbelletje dat opstijgt in een glas water, …

De toestandsverandering van een (ideaal) gas is weergegeven in bijgaand figuur. In toestand 1 is de druk p₁ en het volume V₁. In toestand 2 is de druk p₂ en het volume V₂.

Welke bewering over p₁ en p₂ is dan geldig om de toestandsverandering van 1 naar 2 te beschrijven?

Een doos is verdeeld in twee gescheiden ruimten A en B met een gelijk volume. Elke ruimte bevat hetzelfde aantal mol van een bepaald (ideaal) gas. De druk van het gas in de ruimte A is gelijk aan tweemaal de druk in de ruimte B.

Welke bewering is juist?

Als je de waarde kent van de soortelijke warmtecapaciteit van een stof, dan kun je van een voorwerp gemaakt uit die stof de hoeveelheid warmte berekenen die …

Een bepaalde hoeveelheid ideaal gas wordt op een bijzondere manier opgewarmd, zodat de druk p omgekeerd evenredig afneemt met de temperatuur T. Welke grafiek stelt het verband dat er bestaat tussen het volume V en de temperatuur T voor?

Welke van de volgende grootheden moet je kennen om de hoeveelheid warmte te berekenen die nodig is om 1,00 kg ijs van –2˚C volledig te smelten?

I: de soortelijke warmtecapaciteit van ijs

II: de specifieke smeltingswarmte van ijs

III: de dichtheid van water

Een lange metalen buis van 10,00 m lengte is bovenaan dichtgelast en onderaan open. De buis wordt verticaal neergelaten in een vijver (zie figuur).

Opdat het water over 2,00 meter de buis zou binnendringen moet de onderkant van de buis in het water zakken over een lengte x van …