Question

При температурі 75 градусів цельсія парціальний тиск водяної пари у посудині дорівнює 99,7 мм.рт.ст. Чому дорівнює густина водяної пари?Відповідь дати в г/м^3 Треба докладне вичерпне пояснення

Answer 1

Відповідь: ≈ 82,7  г/м^3

Пояснення:У рівняння Менделєєва-Клапейрона (1) підставляємо формулу маси (2) і і отримуємо формулу зв'язку між тиском, густиною та температурою

Answer 2

Для визначення густини водяної пари при заданій температурі і парціальному тиску, використовується закон Рауля, який стверджує, що парціальний тиск компонента у газовій суміші пропорційний його молярній частці. Формула для цього закону виглядає так:

P₁ = X₁ * P

де P₁ - парціальний тиск компонента, X₁ - молярна частка компонента, P - загальний тиск газової суміші.

У нашому випадку, ми знаємо парціальний тиск водяної пари (P₁ = 99,7 мм рт.ст.) і температуру, а загальний тиск можна вважати стандартним атмосферним тиском, який дорівнює близько 760 мм рт.ст.

Застосуємо закон Рауля, щоб визначити молярну частку водяної пари:

X₁ = P₁ / P

X₁ = 99,7 мм рт.ст. / 760 мм рт.ст.

X₁ ≈ 0,1316

Отже, молярна частка водяної пари становить близько 0,1316.

Густина водяної пари може бути обчислена, використовуючи ідеальний газовий закон. Формула для цього закону виглядає так:

ρ = (P * M) / (R * T)

де ρ - густина газу, P - тиск, M - молярна маса газу, R - універсальна газова стала, T - температура.

Молярна маса водяної пари дорівнює приблизно 18 г/моль. Універсальна газова стала R дорівнює близько 8,314 Дж/(моль·К).

Підставимо відомі значення в формулу:

ρ = (760 мм рт.ст. * 18 г/моль) / (8,314 Дж/(моль·К) * 75 °C)

Перетворимо температуру в Кельвіни:

T = 75 °C + 273,15

T ≈ 348,15 K

Підставимо значення в формулу:

ρ ≈ (760 мм рт.ст. * 18 г/моль) / (8,314 Д