В сосуд, наполненный сухим воздухом при нормальных условиях, вводят 18 г воды. Затем содержимое сосуда нагревают до 100°С. Объем сосуда 10 л. Определить давление влажного воздуха.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

P1V1 = n1RT1

P2V2 = n2RT2

где P1 и P2 - давление до и после добавления воды соответственно, V1 и V2 - объем до и после добавления воды соответственно, n1 и n2 - количество вещества до и после добавления воды соответственно, R - универсальная газовая постоянная, T1 и T2 - температура до и после добавления воды соответственно.

Для начала найдем количество вещества воздуха до добавления воды, учитывая, что его масса равна 18 г:

m(H2O) = 18 г

n(H2O) = m(H2O) / M(H2O), где M(H2O) - молярная масса воды (18 г/моль)

n(H2O) = 18 г / 18 г/моль = 1 моль

Таким образом, молярная масса воздуха будет равна 1 моль. Поскольку объем сосуда 10 л, содержимое сосуда можно считать идеальным газом; следовательно, количество вещества воздуха до добавления воды равно 10/22.4 = 0.45 моль.

Затем найдем количество вещества воздуха после добавления воды. Очевидно, что после нагревания весь объем сосуда состоит из влажного воздуха, а количество воды можно считать постоянным (1 моль), так как вода не испаряется при 100°С.

Теперь, используя уравнение состояния идеального газа, найдем давление влажного воздуха:

P1V1 = n1RT1

P2V2 = n2RT2

Поскольку у нас один и тот же газ до и после добавления воды, можно записать:

n1T1 = n2T2

0.45 373 = (0.45 + 1) 373

167.85 = 1.45 P2 373

P2 = 167.85 / 1.45 = 116 кПа

Таким образом, давление влажного воздуха составляет 116 кПа.