У посудині об’ємом 10 л , наповненій сухим повітрям при
нормальних умовах, вводять 3 г води і нагрівають до 100 С.
Визначити тиск вологого повітря в посудині при цій температурі.
Залежністю температури кипіння води від тиску знехтувати.
Ответы
Ответ:
Задачу можна вирішити за допомогою закону ідеального газу та формули для визначення тиску.
За законом ідеального газу, випуск gазу залежить від його кількості, температури та тиску. Запишемо Закон ідеального газу в такій формі:
PV = nRT,
де P - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість речовини газу в молях, R - універсальна газова стала, T - температура газу.
Знаючи об'єм V, кількість речовини газу n та температуру T, ми можемо визначити тиск P, який є невідомою.
Почнемо зі знаходження кількості речовини газу. Знаємо, що вводять 3 г води, тому нам потрібно перевести цю масу води в кількість речовини газу.
Для цього використовується формула:
молярна маса = маса / молярна маса речовини.
Молярна маса води (H2O) дорівнює 18.015 г/моль.
Тож кількість речовини газу n буде:
n = маса води / молярна маса води,
n = 3 г / 18.015 г/моль.
Розрахунок дає нам n = 0.166 моль.
Тепер ми можемо використати Закон ідеального газу, щоб знайти тиск P.
P * V = n * R * T,
де P - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість речовини газу, R - універсальна газова стала, T - температура газу.
Підставляємо відомі величини:
P * 10 л = 0.166 моль * R * 373 K.
Значення універсальної газової сталої R дорівнює 0.0821 л * атм / (моль * K).
Підставляємо значення:
P * 10 = 0.166 * 0.0821 * 373.
Розв'язуємо рівняння:
P = (0.166 * 0.0821 * 373) / 10.
Розрахунок дістає нам P = 4.83 атм.
Таким чином, тиск вологого повітря в посудині при температурі 100 С становить 4.83 атм.