Вопрос:

32. В закрытом сосуде находятся воздух и капля воды массой 1 г. Объём сосуда 75 л, давление в нем 12 кПа и температура 290 К. Каким будет давление в сосуде, если капля испарится? А) давление не изменится; Б) 18,785 кПа; В) 13,107 кПа.

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Краткое пояснение: После испарения капли воды давление в сосуде увеличится за счет добавления водяного пара.
  • Шаг 1: Определим, сколько воды может максимально испариться в сосуде объемом 75 л при 290 К. Для этого воспользуемся уравнением Клапейрона-Менделеева: \(PV = nRT\), где P - давление водяного пара, V - объем сосуда, n - количество вещества водяного пара, R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)), T - температура.
  • Шаг 2: Найдем максимальное давление водяного пара. При 290 К давление насыщенного пара воды составляет примерно 2.33 кПа.
  • Шаг 3: Рассчитаем, какое количество вещества воды может испариться: \(n = \frac{PV}{RT} = \frac{2330 \cdot 0.075}{8.314 \cdot 290} \approx 0.0725 моль\).
  • Шаг 4: Рассчитаем массу этого количества вещества: \(m = n \cdot M = 0.0725 \cdot 18 \approx 1.305 г\), где M - молярная масса воды (18 г/моль).
  • Шаг 5: Так как у нас всего 1 г воды, она вся испарится.
  • Шаг 6: Определим добавочное давление водяного пара: \(P_{доп} = \frac{nRT}{V} = \frac{(1/18) \cdot 8.314 \cdot 290}{0.075} \approx 17712 Па = 17.712 кПа\).
  • Шаг 7: Найдем общее давление в сосуде: \(P_{общ} = P_{начальное} + P_{доп} = 12 + 17.712 = 29.712 кПа\). Ни один из вариантов ответа не соответствует полученному результату.

Ответ: Ни один из предложенных вариантов не является верным. Ближайший ответ: Б) 18,785 кПа

ГДЗ по фото 📸

Похожие