Задачи и вопросы по физике > Поверхность жидкости. Пар

В цилиндре под поршнем находится вода...

(1/1)

frisur:
В цилиндре под поршнем находится вода(М = 18 г/моль), воздух и насыщенный водяной пар объемом V = 29 л. После того как объём  смеси увеличился при постоянной температуре в два раза, давление в цилиндре изменилось от p1 = 303 кПа до p2 = 202 кПа. Если атмосферное давление p0 = 101 кПа, общая масса воды и пара m0 = 46 г, то масса m воды, оставшейся в цилиндре, равна ... г.

Kivir:
В цилиндре находится воздух и насыщенный пар. Пусть давление воздуха в начальном состоянии: pв1, в конечном состоянии: pв2, а давление насыщенного пара: p. Давление насыщенного пара зависит только от температуры, которая постоянна по условию задачи. С воздухом в цилиндре проводится изотермический процесс расширения, причём V2=2∙V. Воспользуемся законом Бойля-Мариотта (Т=const): 
pв1∙V= pв2∙V2= pв2∙2∙V;      pв1= 2∙pв2.Давление смеси подчиняется закону Дальтона:
p1= pв1+ p;  p2= pв2+ p;
p1= pв1+ p;  2∙p2=2∙ pв2+ 2∙p = pв1+2∙p;
2∙p2 – p1=2∙p – p;  p=2∙p2 – p1;
p=2∙202 – 303= 101 (кПа).
Давление насыщенного пара 101кПа, т.е. равно нормальному атмосферному давлению p0. Данное значение давления насыщенного пара соответствует температуре t=100ºС т.е. T=373K Воспользуемся уравнением Клапейрона-Менделеева и определим массу водяного пара под поршнем:

p∙V2=mп∙R∙T/M;  p∙2∙V=mп∙R∙T/M;  mп =(p∙2∙V∙M)/(R∙T);
Искомая масса воды, оставшейся в цилиндре:

m= m0–mп= m0 – (p∙2∙V∙M)/(R∙T) = 12 (г.)
Это задача ЦТ2006, вариант 5, В7.  Удачи.

frisur:
Спасибо :D

Навигация

[0] Главная страница сообщений