Задачи › Насыщенный пар

Гелий и насыщенный пар через поршень

  1. Гелий и насыщенный пар через поршень

    Физтех 2023/24, 11 кл.
    4/10

    Горизонтальный герметичный цилиндрический сосуд разделён на две части теплонепроницаемым поршнем. В одной части сосуда находится гелий при некоторой температуре, а в другой насыщенный водяной пар и вода при температуре \(100\,^\circ\text{C}\). Гелию медленно сообщают количество теплоты \(1\text{ кДж}\), при этом часть пара конденсируется. Найдите массу сконденсировавшегося пара. Ответ приведите в \([\text{г}]\) и округлите до десятых. Поршень перемещается в сосуде без трения. Молярная масса воды \(18\text{ г/моль}\). Универсальная газовая постоянная \(8{,}31\text{ Дж/(моль}\cdot\text{К)}\). Температуру пара и воды поддерживают равной \(100\,^\circ\text{C}\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Работа гелия при изобарическом расширении равна давлению пара, умноженному на изменение объёма; через этот объём выражается масса сконденсировавшегося пара.

    Ответ

    \(2{,}3\text{ г}\).

    Решение

    Работа гелия \(A_\text{Г} = \dfrac{QR}{C_P} = P(V_2 - V_1)\), где \(C_P = \dfrac52 R\) — молярная теплоёмкость гелия при постоянном давлении. Масса сконденсировавшегося пара \(\Delta m = \rho_\text{нас}(V_2 - V_1)\), где \(\rho_\text{нас} = \dfrac{\mu_\text{п} P}{RT_0}\). Отсюда \(\Delta m = \dfrac{Q\mu_\text{п}}{C_P T_0} = \dfrac{1000\cdot 0{,}018}{2{,}5\cdot 8{,}31\cdot 373} \approx 2{,}3\cdot 10^{-3}\text{ кг} = 2{,}3\text{ г}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи

наверх