2019-12-31
В закрытом сосуде объема $V = 33,6 дм^{3}$ находится азот и $\nu = 1 моль$ воды. При температуре $t = 100^{ \circ} С$ давление в сосуде равно $p = 2 \cdot 10^{5} Па$. Определить количество азота в сосуде.
Решение:
Давление $p$ в сосуде складывается из парциальных давлений азота $p_{a}$ и паров воды $p_{0}$. Максимальное возможное значение $p_{п}$ - это давление насыщенных водяных паров $p_{н}$ при данном значении температуры. При $T = 373 К$ $p_{н} = 10^{5} Па$. Посмотрим, каким должно быть количество $\nu_{1}$ пара в сосуде, чтобы создать давление $p_{н}$:
$p_{н}V = \nu_{1}RT \Rightarrow \nu_{1} = \frac{p_{н}V }{RT} = \frac{10^{5} \cdot 33,6 \cdot 10^{-3} }{8,3 \cdot 373 } моль \approx 1,1 моль$.
Значит, при испарении $\nu = 1 моль$ воды образовавшийся пар будет не насыщенным. Давление этого пара -
$p_{п} = \nu \frac{RT}{V} \approx 0,9 \cdot 10^{5} Па$.
Следовательно, парциальное давление азота в сосуде -
$p_{п} = p - p_{н} \approx 1,1 \cdot 10^{5} Па$,
и количество азота в сосуде -
$\nu_{a} = \frac{p_{a}V}{RT } \approx 1,2 моль$.