Question

Кто может решить, помогите пожалуйста в цилиндре под поршнем находится 10 г водяного пара при температуре 100 градусов и давлении 4*10^4 Па.Какая масса пара сконденсируется, если объем пара изотермически уменьшится в 5 раз? молярная масса водорода равна 18*10^-3 кг/моль. универсальная газовая постоянная 8,31 дж/(моль*К)

Answer 1

m1=0.01 кг    p1=4*10^4 Па    V2=V1/5    Δm=?

===

При 100° и давлении p2=10^5 Па пар становится насыщенным.

p1*V1=m1*R*T/M

p2*V1/5=m2*R*T/M

m2 - масса насыщенного пара после сжатия.

5*p1/p2=m1/m2

m2=m1*p2/(5*p1)

Δm=m1-m2=m1--m1*p2/(5*p1)=m1*(1-p2/(5*p1))=0.01*(1*10^5/(5*4*10^4))=0.005 кг   (5 г)

===================

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать закон Гей-Люссака для идеальных газов, который утверждает, что при изотермическом процессе давление (P) и объем (V) идеального газа связаны пропорциональным отношением:

P1 * V1 = P2 * V2,

где P1 и V1 - изначальное давление и объем, P2 и V2 - конечное давление и объем.

Мы знаем, что объем уменьшился в 5 раз (V2 = V1/5), и молярная масса водяного пара равна 18 * 10^-3 кг/моль.

1. Найдем моль водяного пара в исходном состоянии: Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа: PV = nRT,

где n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура в кельвинах.

Переведем температуру из градусов Цельсия в кельвины: 100°C + 273.15 = 373.15 К.

Теперь найдем количество молей газа (n1) в исходном состоянии:

n1 = PV / RT1 = (4 * 10^4 Па) * V1 / (8.31 Дж/(моль*К) * 373.15 К) = 4.812 * 10^-3 * V1 моль.

2. Найдем массу водяного пара (m1) в исходном состоянии:

m1 = n1 * молярная масса водорода = 4.812 * 10^-3 * V1 * 18 * 10^-3 кг = 86.616 * 10^-6 * V1 кг.

3. Теперь найдем новое количество молей газа (n2) после уменьшения объема:

n2 = PV / RT2 = (4 * 10^4 Па) * (V1/5) / (8.31 Дж/(моль*К) * 373.15 К) = 0.9624 * 10^-3 * V1 моль.

4. Найдем массу сконденсировавшегося пара (m2):

m2 = n2 * молярная масса водорода = 0.9624 * 10^-3 * V1 * 18 * 10^-3 кг = 17.3232 * 10^-6 * V1 кг.

Таким образом, масса сконденсировавшегося пара составляет 17.3232 * 10^-6 * V1 кг.