Задачи › Насыщенный пар

Вода, пар и газ в двух отсеках с поршнем

  1. Вода, пар и газ в двух отсеках с поршнем

    Физтех 2018/19, 11 кл.
    5/10

    Подвижный поршень делит объём горизонтально расположенного сосуда на два отсека с общим объёмом \(V=150\) л. В первый отсек ввели \(\nu_1=1\) моль воды, а во второй ввели \(\nu_2=2\) моль азота. Можно считать, что объём введённой воды намного меньше \(V\). В отсеках установилась температура \(T_1=275\) K. Сосуд вместе с содержимым прогревают до температуры \(T_2=373\) K. Давление насыщенного пара воды при температуре \(T_1=275\) K равно \(P_{\text{H}}=705\) Па. Плотность воды \(\rho=1\) г/см\(^3\).

    1. Найти давление \(P_1\) в сосуде до прогревания.

    2. Найти объём \(V_1\) первого отсека до прогревания.

    3. Найти давление \(P_2\) в сосуде после прогревания.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Сравните количество воды с количеством вещества, которое нужно для насыщения пара при \(T_1\). Во втором пункте учтите плотность воды и её массу. В третьем пункте предположите, что вся вода испарилась, и проверьте это сравнением с давлением насыщенного пара при \(T_2\).

    Ответ

    1) \(P_1\approx0{,}3\cdot10^5\) Па;  2) \(V_1=18\) см\(^3\);  3) \(P_2\approx0{,}62\cdot10^5\) Па.

    Решение

    1) При \(T_1\) пара нет. \(P_1=\dfrac{\nu_2RT_1}{V}\approx0{,}3\cdot10^5\) Па.

    2) В первом отсеке только вода массой 18 г, её объём \(V_1=18\) см\(^3\).

    3) Предположим, что вся вода испарилась. Тогда \(P_2=\dfrac{(\nu_1+\nu_2)RT_2}{V}\approx0{,}62\cdot10^5\) Па. Это меньше давления насыщенного пара при \(T_2\), т.е. предположение верно. Итак, \(P_2\approx0{,}62\cdot10^5\) Па.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи

наверх