2017-11-06
На весах установлены два одинаковых сосуда. Один заполнен сухим воздухом, а другой — влажным (содержащим водяные пары). Температуры и давления в обоих сосудах одинаковы. Какой из сосудов легче? Объяснить почему.
Решение:
При ответе на этот вопрос важно понимать, что в равных объемах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое число молекул (это следует из основного уравнения газового состояния, например, в виде $pV = NkT$). Значит, во влажном воздухе молекулы воды просто заменили такое же количество молекул воздуха. Однако средняя молярная масса воздуха 0,029 кг/моль, тогда как молярная масса воды лишь 0,018 кг/моль. Поскольку молекулы воды легче, то и сосуд с влажным воздухом легче.
Часто неправильно считают (такое мнение существует в быту), что сырой воздух тяжелее сухого: к весу сухого воздуха добавляют вес водяного пара. На самом же деле водяной пар вытесняет из данного объема часть воздуха, масса которого больше массы водяного пара.