Question

Визначте концентрацію молекул насиченої водяної пари при температурі 30*С. Тиск цієї пари при температурі рівний 31,8 мм рт.ст.

Answer 1

концентрація молекул насиченої водяної пари при температурі 30*С дорівнює близько 1,26 × 10²² молекул/м³.

Answer 2

Для визначення концентрації молекул насиченої водяної пари застосовується рівняння Клапейрона-Клаузіуса, яке має наступний вигляд:

P = nRT/V

де P - тиск, n - кількість молекул, R - універсальна газова стала, T - температура в Кельвінах і V - об'єм.

У даному випадку, тиск пари дорівнює 31,8 мм рт.ст., що можна перевести в одиниці СІ до паскалів, помноживши на 133,322:

P = 31,8 мм рт.ст. * 133,322 Па/мм рт.ст. ≈ 4244,76 Па

Температура також потрібна в Кельвінах, тому переведемо 30 °C:

T = 30 °C + 273,15 К ≈ 303,15 K

Універсальна газова стала R дорівнює 8,314 J/(mol·K).

Залишається з'ясувати об'єм V, який можна визначити, знаючи умови задачі або припустивши, що система має стандартний об'єм, наприклад 1 моль. Зауважте, що це припущення може бути неточним у практичних ситуаціях, тому точне значення об'єму може варіюватися.

Після цих підстановок ми отримаємо таке рівняння:

4244,76 Па = n * 8,314 J/(mol·K) * 303,15 K / 1 моль

Виразивши n, отримаємо:

n = (4244,76 Па * 1 моль) / (8,314 J/(mol·K) * 303,15 K)

n ≈ 1,63 моль

Таким чином, концентрація молекул насиченої водяної пари при температурі 30 °C становить приблизно 1,63 моль.