Задачи › Насыщенный пар

Охлаждение сосуда с гелием и паром

  1. Охлаждение сосуда с гелием и паром

    Физтех 2025/26, 11 кл.
    5/10

    Герметичный 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
    Подсказка

    Гелий 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.

    Решение

    Равенство 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.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи