Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4343
2017-10-15 
Два баллона соединены тонкой трубкой с закрытым краном. Объемы баллонов одинаковы и равны $V = 1 л$. В первом баллоне находится сухой воздух под давлением $p = 750 мм рт.ст.$, а в другой после откачки помещена капелька воды массой $m = 0,1 г$. Какое давление установится в баллонах после открытия крана, если температура баллонов постоянна и равна $t = 22^{ \circ} С$, а давление насыщенных паров воды при этой температуре равно $p_{н} = 20 мм рт.ст.$?
Решение:
После открытия крана воздух из первого баллона начнет перетекать во второй. При этом находящаяся во втором баллоне капля будет испаряться до тех пор, пока либо пары в баллонах не станут насыщенными, либо она полностью не испарится. Для того, чтобы определить, какая из этих двух возможностей реализуется, с помощью уравнения Клапейрона-Менделеева найдем массу паров воды в баллонах при условии, что пары являются насыщенными: $m_{н} = 2Vp_{н} \mu/RT$. Поскольку газовая постоянная $R = 8,31 Дж/(моль \cdot К)$, молярная масса воды $\mu = 18 г/моль$ и $T \approx t + 273$, то $m_{н} \approx 0,02 г$. Таким образом, находившаяся во втором баллоне вода может испарится при заданных условиях лишь частично. Учитывая это и пренебрегая объемом оставшейся сконденсированной воды, получим, что установившееся давление в баллонах должно быть равно $p_{к} = p/2 + p_{н} = 395 мм рт.ст. \approx 53 кПа$.
Два баллона соединены тонкой трубкой с закрытым краном. Объемы баллонов одинаковы и равны $V = 1 л$. В первом баллоне находится сухой воздух под давлением $p = 750 мм рт.ст.$, а в другой после откачки помещена капелька воды массой $m = 0,1 г$. Какое давление установится в баллонах после открытия крана, если температура баллонов постоянна и равна $t = 22^{ \circ} С$, а давление насыщенных паров воды при этой температуре равно $p_{н} = 20 мм рт.ст.$?
Решение:
После открытия крана воздух из первого баллона начнет перетекать во второй. При этом находящаяся во втором баллоне капля будет испаряться до тех пор, пока либо пары в баллонах не станут насыщенными, либо она полностью не испарится. Для того, чтобы определить, какая из этих двух возможностей реализуется, с помощью уравнения Клапейрона-Менделеева найдем массу паров воды в баллонах при условии, что пары являются насыщенными: $m_{н} = 2Vp_{н} \mu/RT$. Поскольку газовая постоянная $R = 8,31 Дж/(моль \cdot К)$, молярная масса воды $\mu = 18 г/моль$ и $T \approx t + 273$, то $m_{н} \approx 0,02 г$. Таким образом, находившаяся во втором баллоне вода может испарится при заданных условиях лишь частично. Учитывая это и пренебрегая объемом оставшейся сконденсированной воды, получим, что установившееся давление в баллонах должно быть равно $p_{к} = p/2 + p_{н} = 395 мм рт.ст. \approx 53 кПа$.
