дано:
- объем сосуда V = 5 л = 0.005 м³
- масса водяного пара m = 81.5 мг = 0.0000815 кг
- молярная масса воды M = 18 г/моль = 0.018 кг/моль
найти:
точка росы для данного насыщенного водяного пара.
решение:
1. Находим количество вещества водяного пара n, используя формулу:
n = m / M
n = 0.0000815 кг / 0.018 кг/моль ≈ 0.004527 моль.
2. Рассчитаем давление насыщенного пара P с использованием уравнения состояния идеального газа:
P = (n * R * T) / V,
где R = 8.314 Дж/(моль·К) – универсальная газовая постоянная, T – температура в Кельвинах.
3. Для определения давления насыщенного пара находим его при известных условиях. Примем, что пар находится в состоянии насыщения, поэтому используем таблицы для нахождения давления насыщенного пара в зависимости от температуры.
4. Найдем давление насыщенного водяного пара, используя экспериментальные данные. Для этого воспользуемся таблицами давления насыщенного водяного пара:
При T = 20 °C, p_nas(20°C) ≈ 2338 Па.
При T = 25 °C, p_nas(25°C) ≈ 3169 Па.
При T = 30 °C, p_nas(30°C) ≈ 4245 Па.
Поскольку в этом случае известное давление будет находиться между этими значениями, можно использовать интерполяцию или графические данные.
5. Для нахождения точки росы Томасом можем использовать правило:
Когда давление насыщенного пара становится равным парциальному давлению в сосуде, то эта температура и будет температурой точки росы. В нашем случае из найденного давления P (например, при T около 20-25 °C) смотрим соответствие для p_nas.
6. Теперь можем использовать правило:
T_роса = f(P), где f(P) - это значение температуры, соответствующее найденному давлению.
По использованию таблиц, можно определить, что точка росы будет примерно 20 °C.
ответ:
Точка росы для данного насыщенного водяного пара составляет примерно 20 °C.