Question

при изобарическом (1,013*10^5 Па) испарении воды массой 100г при 150 градусах, если объемом жидкой воды пренебречь. Теплота испарения воды при 150 градусах равна 2112,66 Дж/г.​

Answer 1

Дано:

H₂O

P = 1,013×10⁵ Па = 101300 Па

m(H₂O) = 100 гр

t = 150°C

Qисп. = 2112,66 Дж/гр

-------------------------------------------------------

Найти:

ΔU - ?

Решение:

По условиям задачи процесс изобарный Р = const.

Если Р = const, тогда: ΔU = Q - A (1)

Работа, совершенная газом при изобарическом расширении, может быть вычислена по уравнению:

A = P × (V₂ - V₁)

Но так как по условию говорится что объемом жидкой воды пренебречь, значит уравнение будет записан так:

A = P × ΔV (2)

Для начала мы найдем объем испарения воды по формуле Менделеева-Клапейрона:

PΔV = ( m(H₂O)/M(H₂O) )RT

Если A = PΔV , тогда:

A = ( m(H₂O)/M(H₂O) )RT (3)

M(H₂O) = 1×2 + 16 = 2 + 16 = 18 гр/моль

T = t + 273 К = 150°С + 273 К = 423 К

Теперь подставляем все обозначения и находим работу испарения воды по формуле (3):

A = ( m(H₂O)/M(H₂O) )RT = (100 гр / 18 гр/моль) × 8,314 Дж/(моль×К) × 423 К ≈ 5,556 моль × 3516,822 Дж/моль ≈ 19539,46 Дж

Далее находим изменение внутренней энергии при изобарическом испарении воды:

ΔU = Q - A = (Qисп. × m(H₂O)) - A = (2112,66 Дж/гр × 100 гр) - 19539,46 Дж = 211266 Дж - 19539,46 Дж = 191726,54 Дж ≈ 191,73 кДж

Ответ: ΔU = 191,73 кДж

Решено от: $DK954$