В сосуде объемом V1 = 31 л находится воздух, вода и насыщенный пар. Температура в сосуде T = 373 K, давление P1 = 2,5 атм. При постоянной температуре объем сосуда медленно уменьшают, пока давление не станет равным P2 = 4 атм. Определите массу воды в сосуде в конце опыта. Общая масса воды и пара в сосуде составляет m = 22 г.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи воспользуемся законом Дальтона для смеси газов:

P_total = P_air + P_water + P_steam

где P_total - общее давление, P_air - давление воздуха, P_water - давление водяного пара, P_steam - пара насыщенного пара.

Так как сосуд находится при постоянной температуре, то можно записать:

P1 V1 = P2 V2
P1 V1 = P_air V2 + P_water V2 + P_steam V2

В данном случае объем сосуда V2 неизвестен, но представим его как сумму объемов воды и пара:

V2 = V_water + V_steam

Также у нас есть информация о массе воды и пара в сосуде:

m = m_water + m_steam
m = V_water d_water + V_steam d_steam

где d_water и d_steam - плотности воды и пара.

Таким образом, у нас есть система уравнений, которая позволяет найти долю массы воды в сосуде в конце опыта. Решая данную систему уравнений, получим:

m_water = m - m_steam = V1 d1 - V_steam d_steam

Подставляя известные данные, получим:

m_water = 31 10^3 г - 22 г = 31 10^3 г - V_steam * 10^3 г

m_water = 31 10^3 г - V_steam 10^3 г

m_water = 31 10^3 г - V_steam 10^3 г

m_water = 31 10^3 г - 8 10^3 г = 23 * 10^3 г

Таким образом, масса воды в сосуде в конце опыта равна 23 кг.