Page 207 - physics5

192 บทที่ 16 | ความร้อนและแก๊ส ฟิสิกส์ เล่ม 5 ฟิสิกส์ เล่ม 5 บทที่ 16 | ความร้อนและแก๊ส 193

18. ถังบรรจุแก๊สใบหนึ่งมีปริมาตร 10 ลิตร ถ้าบรรจุแก๊สไฮโดรเจนซึ่งมีอุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียส
5
ลงในถังจนมีความดัน 2.5 × 10 นิวตันต่อตารางเมตร แก๊สไฮโดรเจนมีจำานวนกี่กรัม กำาหนดให้
มวลโมเลกุลของแก๊สไฮโดรเจนเท่ากับ 2 กรัมต่อโมล
วิธีทำา ให้มวลของแก๊สไฮโดรเจนที่บรรจุในภาชนะมีค่า m โดยมีความสัมพันธ์กับจำานวนโมล
ของแก๊ส (n) ดังนี้ m
3
n m (0.5 10 )mol/kg
2g/mol
-2
3
5
2
จากโจทย์ P = 2.5 × 10 N/m , V = 1 × 10 m , n = m (0.5 × 10 ) mol/kg
3
และ T = 27 ˚C = (27 + 273.15) K = 300.15 K
จากสมการ PV = nRT
2
5
-2
3
แทนค่า (2.5 × 10 N/m )(1 × 10 m ) = [m (0.5 × 10 ) mol/kg] (8.31 J/mol K)(300.15 K)
3
m = 2.0 × 10 kg
-3
ดังนั้น m = 2.0 g
ตอบ แก๊สไฮโดรเจนมีจำานวน 2.0 กรัม
24
19. ภาชนะรูปลูกบาศก์ที่มีความยาวด้านละ 0.2 เมตร บรรจุแก๊ส 1.0 × 10 โมเลกุล แต่ละโมเลกุล
-26
มีมวล 2.0 × 10 กิโลกรัม และเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 600 เมตรต่อวินาที ถ้าผนังแต่ละด้านมี
โมเลกุลพุ่งชนในทิศทางตั้งฉากกับผนังเป็นจำานวนหนึ่งในสามของโมเลกุลทั้งหมด จงหา
ก. โมเมนตัมที่เปลี่ยนไปของแต่ละโมเลกุลที่เข้าชนผนัง

ข. แรงเฉลี่ยเนื่องจากโมเลกุลในข้อ ก. ตัวเดียวที่เข้าชนผนังแต่ละด้าน
ค. ความดันบนผนังแต่ละด้าน
วิธีทำา ก. เนื่องจากการชนของโมเลกุลของแก๊สกับผนังเป็นการชนแบบยืดหยุ่น อัตราเร็วก่อนชน

และหลังชนไม่เปลี่ยนแปลง นั่นคือ v = v และ v = –v หาโมเมนตัมที่เปลี่ยนไป
1 2
จากสมการ Δp = mv – mv
2 1
= (–mv) – mv
= –2mv
-26
แทนค่า Δp = –2 (2.0 × 10 kg)(600 m/s) 2
= –2.4 × 10 kg m/s
-23

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี