а) Определение давления пара:
Для определения давления пара воспользуемся уравнением состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
Учитывая, что пар находится в насыщенном состоянии, его давление можно найти из таблицы свойств насыщенного пара при данной температуре. Для водяного пара при 100 °C давление составляет около 1 атмосферы или 101325 Па.
Ответ:
Давление пара при температуре 100 °C равно примерно 101325 Па.
б) Определение массы пара:
Массу пара можно найти, используя уравнение состояния идеального газа и уравнение неравновесного распределения Гиббса-Гельмгольца: PV = nRT, m = nM, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура, m - масса, M - молярная масса.
n = PV / RT = 101325 Па * 3*10^(-3) м³ / (8.314 Па*м³/(моль*К) * 373 К) ≈ 0.114 моль,
m = nM = 0.114 моль * 18 г/моль (молярная масса воды) ≈ 2.05 г
Ответ:
Масса пара примерно равна 2.05 г
в) Определение давления пара при изменении объема:
При изменении объема, уменьшается плотность частиц и, соответственно, увеличивается объем, при этом количество вещества остается постоянным.
Для определения нового давления воспользуемся уравнением состояния идеального газа: P1V1 = P2V2.
P1V1 = 101325 Па * 3*10^(-3) м³
V2 = 3*4 л = 12 л = 0.012 м³
P2 = P1V1 / V2 = 101325 Па * 3*10^(-3) м³ / 0.012 м³ ≈ 25331 Па
Ответ:
Давление пара при увеличении объема в 4 раза при той же температуре составит примерно 25331 Па