2017-10-24
Водяной пар занимает объем $V_{0} = 5 л$ при температуре $t = 100^{ \circ} C$. Давление пара $p = 0,5 \cdot 10^{5} Па$. Какая масса $\Delta m$ пара превратится в воду, если объем пара изотермически уменьшить до величины $V = 1 л$? Молярная масса воды $M = 18 г/моль$.
Решение:
Пусть $m_{0}$ и $m$ - массы водяного пара в начальном и конечном состояниях. Давление насыщенного водяного пара при температуре $100^{ \circ} C$ равно атмосферному: $p_{0} = 10^{5} Па$. Поскольку при сжатии объем пара уменьшается в 5 раз, а $p = p_{0} / 2$, пар достигнет насыщения и часть его превратится в воду. Из уравнений начального и конечного состояний пара:
$pV_{0} = \frac{m_{0}}{M} RT, p_{0}V = \frac{m}{M} RT$
получаем ответ: A$\Delta m = m_{0} - m = \frac{M}{RT} (pV_{0} - p_{0} V) \approx 0,87 г$.