В цилиндре под поршнем находятся вода массой 35 мг и водяной пар массой 25 мг при температуре 25 0С. Пар изотермически расширяется. При каком объѐме в цилиндре вода полностью испарится?
Во-первых, если в сосуде находится пар с водой, то он является насыщенным. Во-вторых, давление пара при изотермическом расширении меняться не будет (то есть так и будет оставаться равным давлению насыщенного пара) – до тех пор, пока вся вода не испарится. Интересно, что процесс является и изотермическим, и изобарным – такое возможно для водяного пара (изотерма пара), но будет меняться масса пара за счет испарения воды. Для решения задачи запишем уравнение Клапейрона-Менделеева для конца процесса испарения: pнпV=mп+mвMRT Теперь выразим искомый объем V, учитывая взаимосвязь шкал Цельсия и Кельвина T=t+273
Напомним, что молярная масса воды (H2O) равна 18 г/моль или, если выражать в системе измерения СИ, 0,018 кг/моль. Вычислим ответ, подставив численно исходные данные в системе СИ: 25мг=25⋅10–3г=25⋅10–6кг 35мг=35⋅10–3г=35⋅10–6кг V=(25⋅10–6+35⋅10–6)⋅8,31⋅(27+273)3,56⋅103⋅18⋅10–3=2,33⋅10–3м3=2330см3
2330 см3
-mg/
Объяснение:
Во-первых, если в сосуде находится пар с водой, то он является насыщенным. Во-вторых, давление пара при изотермическом расширении меняться не будет (то есть так и будет оставаться равным давлению насыщенного пара) – до тех пор, пока вся вода не испарится. Интересно, что процесс является и изотермическим, и изобарным – такое возможно для водяного пара (изотерма пара), но будет меняться масса пара за счет испарения воды. Для решения задачи запишем уравнение Клапейрона-Менделеева для конца процесса испарения: pнпV=mп+mвMRT Теперь выразим искомый объем V, учитывая взаимосвязь шкал Цельсия и Кельвина T=t+273
Напомним, что молярная масса воды (H2O) равна 18 г/моль или, если выражать в системе измерения СИ, 0,018 кг/моль. Вычислим ответ, подставив численно исходные данные в системе СИ: 25мг=25⋅10–3г=25⋅10–6кг 35мг=35⋅10–3г=35⋅10–6кг V=(25⋅10–6+35⋅10–6)⋅8,31⋅(27+273)3,56⋅103⋅18⋅10–3=2,33⋅10–3м3=2330см3