Вода в герметичном сосуде
6/10В герметичном сосуде объёмом \(1\) л нагревают небольшое количество воды, одновременно измеряя давление водяных паров (воздуха в сосуде нет). Получившаяся зависимость показана на рисунке. Оцените массу воды в сосуде.
Таблица давления и плотности насыщенного водяного пара (справочные данные):
В варианте 2 излом графика при \(16\) °C, ответ \(14\) мг.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаДо излома в сосуде одновременно есть жидкость и её пар. Что происходит в точке излома?
Ответ\(m \approx 17\) мг.
РешениеДо отметки \(20\) °C зависимость криволинейная: в сосуде сосуществуют жидкая вода и её насыщенный пар, давление равно давлению насыщенного пара \(P_{\text{нас}}(t)\) при данной температуре. В точке излома жидкость полностью испаряется, дальше пар ненасыщенный и ведёт себя как идеальный газ, давление растёт линейно с температурой. В этой точке давление равно \(P_{\text{нас}}(20\,\text{°C}) \approx 2{,}33\) кПа (по таблице), а вся масса воды находится в виде пара в объёме \(V\): \[P_{\text{нас}}(20\,\text{°C})\, V = \frac{m}{\mu} R T, \qquad m = \frac{P_{\text{нас}}(20\,\text{°C})\, V \mu}{R T} \approx 17~\text{мг}.\] Здесь \(T = 293\) К, \(\mu = 18\) г/моль.
Похожие задачи
- Баллон с сухим воздухом и водой СПбГУ 2011/12, 10 кл.
- Пар и воздух под поршнем СПбГУ 2011/12, 10 кл.
- Баллон с сухим воздухом и водой СПбГУ 2011/12, 11 кл.
- Пар и воздух под поршнем СПбГУ 2011/12, 11 кл.
- Поршень, вода с паром и азот при 100 °C Физтех 2012/13, 11 кл.
- Блюдце с водой: давление насыщенного пара МОШ 2013/14, 7-11 кл.