Question

В сосуде объемом 15,5л находится 1 моль водяного пара при температуре 100 градусов Цельсия. Является ли этот пар насыщенным, если давление насыщенного водяного пара при темп. 100 гр. Цельсия равно 100000 Па?

Answer 1

PV = νRT; P = (νRT)/V = 1·8,31·373/0,0155 = 83100·373/155 = 199976 Па

Поскольку 199976 Па > 100000 Па, то пар насыщен

Answer 2

Для определения того, является ли данный пар насыщенным, необходимо рассмотреть давление пара в сосуде и давление насыщенного пара при данной температуре.

Из уравнения состояния идеального газа можно определить давление водяного пара в сосуде:

$P = \frac{nRT}{V},$

где:

$P$ - давление пара в сосуде, $n$ - количество молей водяного пара, $R$ - универсальная газовая постоянная ($8.3145 \, \text{Па} \cdot \text{м}^3/\text{моль} \cdot \text{К}$), $T$ - температура в абсолютных единицах (в Кельвинах), $V$ - объем сосуда.

Переведем температуру из градусов Цельсия в Кельвины:

$T = 100 + 273.15 = 373.15 \, \text{К}.$

Подставим значения в уравнение:

$P = \frac{1 \cdot 8.3145 \, \text{Па} \cdot \text{м}^3/\text{моль} \cdot 373.15 \, \text{К}}{15.5 \, \text{л}}.$

Преобразуем единицы объема:

$15.5 \, \text{л} = 15.5 \, \text{дм}^3 = 0.0155 \, \text{м}^3.$

Подставим новое значение объема:

$P = \frac{1 \cdot 8.3145 \, \text{Па} \cdot \text{м}^3/\text{моль} \cdot 373.15 \, \text{К}}{0.0155 \, \text{м}^3} \approx 203262.69 \, \text{Па}.$

Таким образом, давление водяного пара в сосуде примерно равно 203262.69 Па.

Теперь сравним это значение с давлением насыщенного водяного пара при той же температуре, которое указано в задаче: 100000 Па.

Давление в сосуде (203262.69 Па) превышает давление насыщенного водяного пара (100000 Па) при данной температуре, поэтому пар в сосуде не является насыщенным.