Охлаждение сосуда с гелием и паром
5/10Герметичный цилиндрический сосуд с вертикальными гладкими стенками разделён на две части равного объёма лёгким поршнем, который может скользить в сосуде без трения. В верхней части сосуда находится \(\nu_1 = 1{,}1\) моль гелия при температуре \(100\,{}^\circ\text{C}\), в нижней части — \(\nu_2 = 1\) моль гелия, вода и водяной пар при температуре \(100\,{}^\circ\text{C}\). Температуру в цилиндре медленно уменьшили почти до \(0\,{}^\circ\text{C}\). Найдите массу сконденсировавшегося водяного пара. Давление водяного пара при конечной температуре считайте пренебрежимо малым. Молярная масса воды \(18\,\text{г/моль}\). Ответ приведите в \(\text{г}\) с точностью до десятых. Начальный и конечный объёмы воды много меньше объёма сосуда.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаГелий в обеих частях при одинаковых давлении и температуре; при охлаждении весь пар, давление которого стало пренебрежимо малым, конденсируется. Сравните число молей пара, которое было в нижней части в начале, с числом молей, которое в ней остаётся.
РешениеРавенство давлений, объёмов и температур в начальном состоянии с учётом закона Дальтона приводит к ответу: \[m = \mu(\nu_1 - \nu_2),\] где \(\mu\) — молярная масса водяного пара, \(\nu_1\) — количество молей гелия в верхней части сосуда, \(\nu_2\) — количество молей гелия в нижней части сосуда.
Похожие задачи
- Изобарное охлаждение водяного пара Физтех 2012/13, 11 кл.
- Изотерма влажного воздуха МОШ 2013/14, 7-11 кл.
- Блюдце с водой в закрытом помещении МОШ 2013/14, 7-11 кл.
- Изотермическое сжатие водяного пара Физтех 2020/21, 10 кл.
- Давление в сосуде с паром МОШ 2021/22, 11 кл.
- Гелий и насыщенный пар через поршень Физтех 2023/24, 11 кл.