В герметично закрытом сосуде объёмом 1,1 л находятся 100 г кипятка и водяной пар при температуре 100 °С. Чему равна масса пара?
от

1 Ответ

дано:  
- Объем сосуда V = 1,1 л = 0,0011 м³.  
- Масса кипятка m_жидкости = 100 г = 0,1 кг.  
- Температура T = 100 °C.

найти:  
Массу водяного пара m_пара в сосуде.

решение:  
Общая масса системы (жидкость + пар) будет равна массе воды и массе водяного пара:

m_общая = m_жидкости + m_пара.

В условиях насыщенного пара при 100 °C давление составляет P = 101,3 кПа = 101300 Па.

Сначала найдем плотность водяного пара при данной температуре. Используем уравнение состояния идеального газа:

P = ρ * R * T,

где R — газовая постоянная для водяного пара, R ≈ 461,5 Дж/(кг·К), T в Кельвинах:

T = 100 + 273,15 = 373,15 K.

Переписываем для расчета плотности пара:

ρ = P / (R * T).

Подставляем значения:

ρ = 101300 / (461,5 * 373,15).

Теперь производим расчет:

ρ ≈ 0,586 кг/м³.

Теперь, зная объем сосуда, можем найти массу водяного пара:

m_пара = ρ * V.

m_пара = 0,586 * 0,0011 = 0,0006456 kg = 0,6456 г.

Ответ:  
Масса водяного пара в сосуде составляет примерно 0,646 г.
от