В закрытом сосуде объемом 1л находится водяной пар при температуре 373 К Пар сжимают при постоянной температуре, и он начинает конденсироваться. Найдите массу получившейся воды (в г) в тот момент, когда первоначальный объем пара уменьшится на 75% . Начальное давление пара 0,8атм. Объемом образовавшейся воды пренебречь.
Для решения данной задачи воспользуемся законом Бойля-Мариотта, который гласит:
P1 V1 = P2 V2
Где P1 и P2 - давление пара до и после сжатия, V1 и V2 - объем пара до и после сжатия.
Из условия задачи известно, что первоначальный объем пара уменьшится на 75%, поэтому V2 = 0,25 * V1.
Подставляем известные значения и найдем P2:
0,8 1 = P2 0,25
P2 = 3,2 атм
Теперь воспользуемся уравнением состояния идеального газа, которое можно записать в виде:
PV = nRT
При переходе водяного пара в жидкость количество молекул (n) останется постоянным, следовательно, можем записать:
P1 V1 = P2 V2
nRT1/V1 = nRT2/V2
Для воды n = m/M, где m - масса, M - молярная масса (18 г/моль).
Таким образом, уравнение примет вид:
0,8 1 = 3,2 0,25
m/18 373/1 = m/18 373/0,25
Решая уравнение, найдем массу воды:
m = 18 г