В закрытом сосуде объёмом 1,1 л содержится 100 г кипятка и водяной пар при нормальном атмосферном давлении. Чему равна масса водяного пара?
от

1 Ответ

дано:
- объем сосуда V = 1.1 л = 0.0011 м³
- масса кипятка m_water = 100 г = 0.1 кг
- нормальное атмосферное давление P = 101325 Па

найти:
Массу водяного пара в сосуде.

решение:
Для начала определим, сколько воды может быть в парообразном состоянии при данной температуре. При температуре 100 °C (кипение) давление насыщенного водяного пара равно нормальному атмосферному давлению, то есть приблизительно 101325 Па.

Используем уравнение состояния идеального газа для водяного пара:

PV = nRT,

где:
- P - давление
- V - объем
- n - количество вещества (в молях)
- R - универсальная газовая постоянная (R ≈ 8.314 Дж/(моль·К))
- T - температура в Кельвинах

Температура T = 100 °C = 373 K.

Теперь выразим n:

n = PV / RT.

Подставляем известные значения:

n = (101325 Па * 0.0011 м³) / (8.314 Дж/(моль·К) * 373 K).

Вычислим количество вещества n:

n ≈ (111.4575) / (3106.622) ≈ 0.0358 моль.

Теперь найдем массу водяного пара, используя формулу:

m_vapor = n * M,

где M - молярная масса водяного пара (M ≈ 18.015 г/моль).

Подставляем значения:

m_vapor = 0.0358 моль * 18.015 г/моль.

Вычислим:

m_vapor ≈ 0.645 г.

ответ:
Масса водяного пара в сосуде составляет приблизительно 0.645 г.
от