Question

Определите плотность насыщенного водяного пара в воздухе при температуре Т=300К. Давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно 3,56 кПа.

Answer 1

Эта задача из разряда, когда ничего считать не надо, единственное - перевести температуру из градусов Кельвина в градусы Цельсия и заглянуть в таблицу:
t = T-273 = 27°C

Из таблицы сразу следует ответ:
ρ = 25,8 г/м³

А для тех, кто любит считать, можно воспользоваться уравнением Менделеева-Клапейрона:
p*V = m*R*T/M   (1)
Разделим обе части уравнения на V, и учтем, что плотность:
ρ = m/V:

p = ρ*R*T/M
и тогда плотность:
ρ = p*M / (R*T) = 3,56*10³*18*10⁻³ / (8,31*300) = 0,0257 кг/м³  или 25,7 г/м³

Естественно, мы получили практически тот же ответ...

Answer 2

Для определения плотности насыщенного водяного пара в воздухе при температуре T=300К можно использовать уравнение состояния идеального газа:

pv = RT

где p - давление, v - объем, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Для насыщенного водяного пара уравнение можно переписать в виде:

pv = nRT

где n - количество вещества.

Так как у нас известно давление насыщенного водяного пара при температуре T=300K равно 3,56 кПа, то можно найти количество вещества n:

n = pv / RT

где p = 3,56 кПа = 3,56 * 10^3 Па, R = 8,314 Дж/(моль*К), T = 300 K.

Подставляем значения и находим количество вещества:

n = (3,56 * 10^3 Па) * v / (8,314 Дж/(моль*К) * 300 K)

Теперь, чтобы найти плотность насыщенного водяного пара в воздухе, можно воспользоваться формулой:

ρ = n / V

где ρ - плотность, n - количество вещества, V - объем.

Таким образом, найдя количество вещества n, можно найти и плотность ρ насыщенного водяного пара в воздухе при температуре T=300K.