Question

В закритому сосуді об’ємом 2л знаходиться насичена водяна пара при 20ºС. Скільки води утвориться в сосуді при зниженні температури до 5ºС? СРОЧНО!!!​

Answer 1

Відповідь:

Ответ на фото

Пояснення:

Answer 2

Для розрахунку кількості утвореної води при зниженні температури, можна скористатися рівнянням Клапейрона для ідеального газу, яке можна адаптувати для випадку водяної пари. Рівняння виглядає наступним чином:

\[ P_1 \cdot V_1 = n_1 \cdot R \cdot T_1 \]

де: \( P_1 \) - тиск пари насиченої води при температурі \( T_1 \), \( V_1 \) - об'єм судна, \( n_1 \) - кількість молекул водяної пари, \( R \) - універсальна газова константа (приблизно 8.314 Дж/(моль·К)), \( T_1 \) - температура в градусах Кельвіна.

Тепер, якщо знизити температуру до \( T_2 \), можна використовувати те саме рівняння для нових умов:

\[ P_2 \cdot V_2 = n_2 \cdot R \cdot T_2 \]

Ми знаємо, що при зниженні температури вода конденсується, тобто \( n_2 \) збільшується, а \( P_2 \) зменшується. Об'єм \( V_2 \) залишається тим же.

Таким чином, ми можемо визначити зміну кількості молекул водяної пари:

\[ n_2 = n_1 + \Delta n \]

Де \( \Delta n \) - зміна кількості молекул водяної пари, яку ми хочемо знайти. Зрозуміло, що \( \Delta n \) відображає воду, яка конденсується.

Підставимо це в рівняння ідеального газу:

\[ P_2 \cdot V_2 = (n_1 + \Delta n) \cdot R \cdot T_2 \]

Ми також можемо використовувати рівняння стану водяної пари, яке виражає тиск пари через його концентрацію:

\[ P = \frac{n}{V} \cdot R \cdot T \]

Підставимо це в наше рівняння:

\[ \frac{n_1 + \Delta n}{V_2} \cdot R \cdot T_2 = P_2 \]

Ми також можемо використовувати рівняння стану для початкового стану (при \( T_1 \)):

\[ \frac{n_1}{V_1} \cdot R \cdot T_1 = P_1 \]

Тепер, віднімаючи одне рівняння від іншого, ми можемо отримати вираз для \( \Delta n \):

\[ \Delta n = \frac{V_2}{R} \cdot (P_2 - P_1) \]

Тепер ми можемо визначити масу води, яка утвориться при конденсації водяної пари:

\[ \Delta m = \frac{\Delta n \cdot M}{N_A} \]

де \( M \) - маса одного молекули води (приблизно 18 г/моль), \( N_A \) - число Авогадро (приблизно \(6.022 \times 10^{23}\)).

Це дасть нам масу води, яка утвориться при зниженні температури до 5ºC. Якщо у вас є конкретні значення для тиску пари при 20ºC та 5ºC, ви можете підставити їх у вищенаведені формули для отримання точних результатів.