Какая должна быть температура охлаждения закрытого сосуда объемом 2 л, чтобы вызвать конденсацию водяного пара массой
Какая должна быть температура охлаждения закрытого сосуда объемом 2 л, чтобы вызвать конденсацию водяного пара массой 12 г? Решение:
Morskoy_Korabl 18
Чтобы определить необходимую температуру охлаждения закрытого сосуда, чтобы вызвать конденсацию водяного пара, мы можем использовать формулу Клапейрона-Клаузиуса, которая связывает давление, объем, температуру и количество вещества газа. Формула записывается следующим образом:Где:
-
-
-
-
-
В нашем случае, у нас есть сосуд объемом 2 л, наполненный водяным паром массой 12 г. Чтобы использовать формулу Клапейрона-Клаузиуса, нам необходимо выразить количество вещества газа через его молекулярную массу, которая равна 18 г/моль для водяного пара.
Масса вещества можно выразить через количество вещества и молекулярную массу:
Где:
-
-
Теперь мы можем выразить количество вещества:
Подставляя значение массы водяного пара
Расчитаем количество вещества:
Теперь, воспользовавшись изначальной формулой Клапейрона-Клаузиуса, мы можем решить уравнение относительно температуры
Так как у нас закрытый сосуд, давление газа остается постоянным. Допустим, давление равно 1 атмосфере. Универсальная газовая постоянная
Подставляя значения в уравнение, получаем:
Упрощая уравнение, получаем:
Для определения значения температуры
Таким образом, температура охлаждения закрытого сосуда объемом 2 л должна быть около 36.5 градусов Кельвина, чтобы вызвать конденсацию водяного пара массой 12 г.