В закрытом сосуде вместимостью 5 л находится насыщенный водяной пар массой 50 гр. При какой температуре пар будет насыщенным?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения температуры, при которой пар будет насыщенным, используем уравнение Клапейрона-Клаузиуса:

ln(P/P0) = -(ΔHvap/R) * (1/T - 1/T0)

Где:
P - давление насыщенного пара при данной температуре,
P0 - давление насыщенного пара при температуре T0 (стандартная температура),
ΔHvap - молярная энергия парообразования,
R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль*К)),
T - температура для которой ищем насыщенность пара.

Поскольку пар находится в закрытом сосуде, а следовательно давление постоянно, то ln(P/P0) = 0, потому что P = P0.

Тогда уравнение примет вид:

0 = -(ΔHvap/R) * (1/T - 1/T0)

50 гр пара воды соответствует 2,78 моль, так как молярная масса H2O = 18 г/моль.

Удельную молярную энергию парообразования для воды определяют как 40,79 кДж/моль, что составляет 40 790 Дж/моль.

Температура воды в данном случае равна 373,15 К (100 °C).

Получаем уравнение:

0 = -((40 790 Дж/моль) / (8,314 Дж/(мольК))) (1/T - 1/373,15 К)

После преобразования уравнения:

1/T = 1/373,15 + (40 790 Дж/моль) / (8,314 Дж/(моль*К))

Таким образом, температура, при которой пар будет насыщенным, составляет 373,15 К (или 100°C).