Question

в вакуумированный сосуд объёмом 10 л внесли 1 г сухого льда при н.у. нагрели до 100 градусов . каково теперь давление на стенки сосуда

Answer 1

При 100°С вода превратилась в пар, поэтому можем применить газовые законы, а именно Менделеева-Клапейрона:

Уравнение Менделеева-Клапейрона для идеального газа:

Р*V = m*R*T/M

Чтобы нигде не запутаться все единицы приводим в размерности СИ:

где: Р - давление газа , Па.  

V - объем газа, м³ ; V = 10 л = 0,01 м³

R - универсальная газовая постоянная, R = 8,314 Дж/(моль*К)

T - температура, °К. T = 100 + 273 = 373°К

m - масса газа, кг; m = 1 г = 0,001 кг

М - молярная масса, кг/моль. У воды М = 18 г/моль = 0,018 кг/моль

Находим отсюда Р:

Р = m*R*T/(M*V) = 0,001*8,314*373/(0,018*0,01) = 17228 Па

Answer 2

Для определения давления в вакуумированном сосуде после внесения 1 г сухого льда и его нагрева до 100 градусов Цельсия, нам понадобится уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

где: P - давление в сосуде (кПа) V - объем сосуда (литры) n - количество вещества (в молях) R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К) или 0.0821 л·атм/(моль·К)) T - абсолютная температура (в Кельвинах)

Сначала найдем количество молей (n) сухого льда. Молярная масса углекислого газа (CO2) составляет примерно 44 г/моль (12 г/моль для углерода и 32 г/моль для кислорода). Таким образом, 1 г сухого льда составляет примерно 1/44 моль CO2.

n = (1 г / 44 г/моль) ≈ 0.0227 моль

Теперь у нас есть n и начальный объем V (10 л). Температура должна быть выражена в Кельвинах, поэтому:

T начальная = 0 градусов Цельсия + 273.15 K = 273.15 K T конечная = 100 градусов Цельсия + 273.15 K = 373.15 K

Теперь мы можем найти давление (P) после нагрева, используя уравнение состояния идеального газа:

P начальное * V = n * R * T начальная P конечное * V = n * R * T конечная

P конечное = (n * R * T конечная) / V P конечное = (0.0227 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * 373.15 K) / 10 л

P конечное ≈ 7.85 кПа

Таким образом, давление в вакуумированном сосуде после внесения 1 г сухого льда и его нагрева до 100 градусов составит примерно 7.85 кПа.