В закрытом сосуде объемом 1л находится водяной пар при температуре 373 К. Пар сжимают при постоянной температуре, и он начинает конденсироваться. Найдите массу получившейся воды (в г) в тот момент, когда первоначальный объем пара уменьшится на 75% . Начальное давление пара 0,8атм. Объемом образовавшейся воды пренебречь.
P1V1 = P2V2
где P1 - начальное давление пара, V1 - начальный объем пара, P2 - конечное давление пара, V2 - конечный объем пара.
В данной задаче нам известны следующие данные:
P1 = 0,8 атм,
V1 = 1 л,
P2 = P1 (так как пар сжимают при постоянной температуре),
V2 = V1 - 75% от V1.
Сначала найдем конечный объем пара V2:
V2 = V1 - 75% от V1 = V1 - 0,75 * V1 = 0,25 * V1
Теперь мы можем использовать формулу закона Бойля-Мариотта:
P1V1 = P2V2
Подставим известные значения:
0,8 * 1 = P2 * 0,25 * 1
Теперь найдем конечное давление пара P2:
0,8 = P2 * 0,25
P2 = 0,8 / 0,25 = 3,2 атм
Мы получили конечное давление пара P2. Теперь нам нужно найти массу получившейся воды. Для этого мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа:
PV = nRT
где P - давление, V - объем, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
Мы знаем, что пар конденсируется при постоянной температуре, поэтому в нашем случае T будет постоянной. Это позволяет нам сформулировать соотношение:
P1V1 = P2V2
Подставим известные значения:
0,8 * 1 = 3,2 * V2
Решим уравнение относительно V2:
V2 = 0,8 / 3,2 = 0,25 л
Теперь нам нужно найти массу получившейся воды. Для этого мы можем использовать уравнение состояния идеального газа и знание, что мольный объем водяного пара при нормальных условиях равен 22,4 л/моль:
V2 = n * 22,4
Решим уравнение относительно n:
n = V2 / 22,4 = 0,25 / 22,4 моль
Теперь мы можем найти массу воды, зная, что молярная масса воды равна 18 г/моль:
масса воды = n * молярная масса воды
масса воды = (0,25 / 22,4) * 18 г
Таким образом, масса получившейся воды составляет приблизительно:
масса воды = 0,080357 г
Ответ: масса получившейся воды составляет примерно 0,080357 г.