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.
Ответы
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: