Какова концентрация молекул воды в сосуде
Глава 4. Основы молекулярно-кинетической теории строения вещества
Концентрация молекул
7. Постоянная Авогадро. Поскольку молекулы имеют малые размеры, их число в любом макроскопическом теле очень велико.
Число молекул в единице объёма называют концентрацией. Концентрация n вычисляется по формуле
где N — число молекул в теле, V — его объём.
Концентрацию молекул в теле также можно определить, зная плотность вещества ρ и массу молекулы этого вещества m0. Поскольку где m — масса тела, и m = m0N, то
Отсюда
Если плотность воды ρ = 1000 кг/м3, а масса молекулы воды m0 = 3 • 10-26 кг, то концентрация молекул воды равна:
Плотность газов существенно меньше, чем плотность жидкостей, поэтому и концентрация молекул газов меньше, чем концентрация молекул жидкости. Так, если плотность водорода 9 • 10-2 кг/м3, масса молекулы водорода 3,3 • 10-27 кг, то концентрация молекул водорода равна 2,68 • 1025 м-3. Концентрация молекул любого газа при нормальных условиях (нормальном атмосферном давлении и температуре 0 °С) одинакова и равна приведённому для водорода значению. Это число называют постоянной Лошмидта: L = 2,68 • 1025 м-3.
Чтобы представить себе, насколько велико это число, предположим, что в воздушном шаре сделали настолько тонкий прокол, что за каждую секунду через него проходит 10 молекул. В этом случае, для того чтобы вышли все молекулы, потребуется 30 миллиардов лет.
Из определения моля следует, что 1 моль любого вещества содержит одинаковое число молекул (атомов). Это число называют постоянной Авогадро.
Постоянная Авогадро NА — число молекул или атомов в количестве вещества 1 моль.
NА = 6,02 • 1023 моль-1.
Постоянную Авогадро можно рассчитать, зная, что углероду количеством вещества 1 моль соответствует масса 0,012 кг, а масса одной молекулы углерода m0С = 1,995 • 10-26 кг. Тогда в одном моле углерода содержится число молекул:
Поскольку в одном моле любого вещества содержится одинаковое число молекул, то при одинаковых условиях 1 моль любого газа занимает одинаковый объём.
Объём, занимаемый при нормальном атмосферном давлении любым газом количеством вещества 1 моль, равен 0,0224 м3.
Вопросы для самопроверки
1. Сформулируйте первое положение молекулярно-кинетической теории строения вещества.
2. Поясните выражение: «Молекула — мельчайшая частица вещества, сохраняющая его химические свойства».
3. Опишите опыт, позволяющий оценить размеры молекулы. Предложите способ измерения объёма капли масла.
4. Что называют относительной молекулярной массой; количеством вещества; молярной массой; концентрацией молекул; постоянной Авогадро?
5. Что такое один моль?
6. Каков порядок значений размеров, массы молекул, их концентрации, числа молекул в одном моле вещества?
Упражнение 13
1Д. Подготовьте краткое сообщение об исследованиях М. В. Ломоносова, результаты которых внесли вклад в развитие учения о строении вещества. Воспользуйтесь для этого интернет-ресурсами и другими источниками информации. Докажите, что результаты исследований М. В. Ломоносова имели принципиальное значение для развития взглядов на строение вещества.
2. Сравните количество вещества, содержащееся в телах равной массы из алюминия и железа.
3. Найдите число атомов в алюминиевой ложке массой 30 г.
4. Деталь площадью 30 см2 покрыли слоем серебра толщиной 2 мкм. Сколько атомов серебра содержится в покрытии?
5. Сравните массы и объёмы двух тел, сделанных из свинца и меди, если в них содержатся равные количества вещества.
6. Вычислите постоянную Авогадро, если известно, что масса молекулы кислорода 5,312 • 10-26 кг.
Ответы
2. νAl/νFe ≈ 2.
3. 0,7 • 1024.
4. 3,5 • 1020.
5. mРb ≈ 3mСu; VPb ≈ 2,4VCu.
6. 6,022 • 1023 моль-1.
Вопросы для дискуссии
Почему мы уверены в существовании молекул и атомов, ведь мы их не видим?
Источник
1
Сколько молекул содержится в 1 см3 воды? Какова масса молекулы воды? Каков приблизительный размер молекулы воды?
Ответ и решение
n = 3,33·1022 1/см3; m = 2,99·10-26 кг; a = 3,11·10-10 м.
Масса 1 моля воды составляет 18 г, а его объем V — 18 см3. В 1 моле воды содержится число молекул, равное постоянной Авогадро NА = 6·1023. Число молекул в 1 см3n = NА/V = 3,33·1022. Масса одной молекулы m = 18/NА = 3·10-26 кг. Объем V0 одной молекулы приблизительно равен 1/n см3. Тогда размер молекулы составит
.
2
Хорошо откачанная лампа накаливания объемом 10 см3 имеет трещину, в которую ежесекундно проникает миллион частиц газа. Сколько времени понадобится для наполнения лампы до нормального давления, если скорость проникновения газа остается постоянной? Температура 0 °С.
Ответ и решение
t ≈ 8,5 млн. лет.
Найдем число частиц газа, необходимое для наполнения лампы:
N = VNЛ = 10·2,69·1019 см3·см-3 = 2,69·1020,
где V – объем лампы, NЛ – постоянная Лошмидта.
Время, необходимое для наполнения лампы со скоростью v = 106 с-1, равно:
t = N/v = 2,69·1020/(106·с-1) = 2,69·1014 c ≈ 8,5 млн. лет.
3
За 10 суток полностью испарилось из стакана 100 г воды. Сколько в среднем вылетало молекул с поверхности воды за 1 с?
Ответ и решение
≈ 3,8·1018 молекул в секунду.
Переведем время t испарения воды из суток в секунды:
t = 10 сут. = 8,64·105 с.
Поскольку 1 моль воды имеет массу 18 г, то, используя постоянную Авогадро, можно найти число N молекул в 100 г воды:
N = NА·100/18 = 3,3·1024 шт.
Теперь найдем скорость v испарения воды:
v = N/t ≈ 3,8·1018 c-1.
4
В озеро средней глубиной 10 м и площадью 10 км2 бросили кристаллик поваренной соли NaCl массой 0,01 г. Сколько ионов хлора оказалось бы в наперстке воды объемом 2 см3, зачерпнутом из этого озера, если считать, что соль, растворившись, равномерно распределилась в озере?
Ответ и решение
≈ 2·106 ионов.
1 моль поваренной соли имеет массу 58,5 г, из которых 23 г — масса натрия, а 35,5 г — масса хлора. Чтобы рассчитать массу хлора в брошенном кристаллике хлора, решим систему из двух уравнений:
m(Na) + m(Cl) = 0,01
m(Na)/m(Cl) = 0,65
Из системы получим, m(Cl) = 6·10-3 г.
Теперь можно вычислить число частиц хлора N(Cl):
N(Cl) = NA· 6·10-3/35,5 ≈ 1020 ионов хлора.
Число ионов хлора в наперстке будет меньше полученного числа во столько раз, во сколько раз объем наперстка меньше объема озера. Найдем это число:
N = 1020·2·10-6/108 = 2·106 ионов хлора в наперстке.
5
Кристаллы поваренной соли NaCl кубической системы состоят из чередующихся атомов (ионов) Na и Cl.
Определить наименьшее расстояние между их центрами. Молярная масса поваренной соли ν = 58,5 г/моль, а ее плотность ρ = 2,2 г/см3.
Ответ и решение
r = 2,83·10-8 см.
Найдем сторону a куба, который занимает объем одного моля поваренной соли:
a = = 3 см.
Найдем, какое число ионов натрия и хлора приходится на одно ребро куба (общее число ионов натрия и хлора в 1 моле поваренной соли равно удвоенному числу молекул NaCl, т.е. 2NА):
n = ≈ 108 ионов.
Теперь найдем расстояние между ионами:
l = a/n = 2,83·10-8 см.
6
Кубическая кристаллическая решетка железа содержит один атом железа на элементарный куб, повторяя который, можно получить всю решетку кристалла. Определить расстояние между ближайшими атомами железа, если плотность железа ρ = 7,9 г/см3, атомная масса А = 56.
Ответ и решение
2,3·10-8 см.
Найдем сторону a куба, который занимает объем одного моля железа:
a = = 1,9 см.
Найдем, какое число атомов железа приходится на одно ребро куба (общее число атомов железа в 1 моле равно NА):
n = ≈ 8,4·107 атомов.
Теперь найдем расстояние между атомами железа:
l = a/n = 2,3·10-8 см.
7
На пути молекулярного пучка стоит «зеркальная» стенка. Найти давление, испытываемое этой стенкой, если скорость молекул в пучке v = 103 м/с, концентрация n = 5·1017 1/м3, масса m = 3,32·10-27 кг. Рассмотреть три случая: а) стенка расположена перпендикулярно скорости пучка и неподвижна; б) пучок движется по направлению, составляющему со стенкой угол α = 45°; в) стенка движется навстречу молекулам со скоростью u = 50 м/с.
Ответ
а) pа ≈ 3,3·10-3 Па; б) pб ≈ 2,4·10-3 Па; в) pв ≈ pа.
8
Как изменилось бы давление в сосуде с газом, если бы внезапно исчезли силы притяжения между его молекулами?
Ответ
Источник
В сосуде находится идеальный газ под давлением 100 кПа. Какова концентрация молекул этого газа, если его температура 17 °С?
В 7:50 поступил вопрос в раздел ЕГЭ (школьный), который вызвал затруднения у обучающегося.
Вопрос вызвавший трудности
Ответ подготовленный экспертами Учись.Ru
Для того чтобы дать полноценный ответ, был привлечен специалист, который хорошо разбирается требуемой тематике «ЕГЭ (школьный)». Ваш вопрос звучал следующим образом: В сосуде находится идеальный газ под давлением 100 кПа. Какова концентрация молекул этого газа, если его температура 17 °С?
После проведенного совещания с другими специалистами нашего сервиса, мы склонны полагать, что правильный ответ на заданный вами вопрос будет звучать следующим образом:
ответ к заданию по физике
НЕСКОЛЬКО СЛОВ ОБ АВТОРЕ ЭТОГО ОТВЕТА:
Работы, которые я готовлю для студентов, преподаватели всегда оценивают на отлично. Я занимаюсь написанием студенческих работ уже более 4-х лет. За это время, мне еще ни разу не возвращали выполненную работу на доработку! Если вы желаете заказать у меня помощь оставьте заявку на этом сайте. Ознакомиться с отзывами моих клиентов можно на этой странице.
Фомина Нора Адольфовна — автор студенческих работ, заработанная сумма за прошлый месяц 59 632 рублей. Её работа началась с того, что она просто откликнулась на эту вакансию
ПОМОГАЕМ УЧИТЬСЯ НА ОТЛИЧНО!
Выполняем ученические работы любой сложности на заказ. Гарантируем низкие цены и высокое качество.
Деятельность компании в цифрах:
Зачтено оказывает услуги помощи студентам с 1999 года. За все время деятельности мы выполнили более 400 тысяч работ. Написанные нами работы все были успешно защищены и сданы. К настоящему моменту наши офисы работают в 40 городах.
Ответы на вопросы — в этот раздел попадают вопросы, которые задают нам посетители нашего сайта. Рубрику ведут эксперты различных научных отраслей.
Полезные статьи — раздел наполняется студенческой информацией, которая может помочь в сдаче экзаменов и сессий, а так же при написании различных учебных работ.
Площадка Учись.Ru разработана специально для студентов и школьников. Здесь можно найти ответы на вопросы по гуманитарным, техническим, естественным, общественным, прикладным и прочим наукам. Если же ответ не удается найти, то можно задать свой вопрос экспертам. С нами сотрудничают преподаватели школ, колледжей, университетов, которые с радостью помогут вам. Помощь студентам и школьникам оказывается круглосуточно. С Учись.Ru обучение станет в несколько раз проще, так как здесь можно не только получить ответ на свой вопрос, но расширить свои знания изучая ответы экспертов по различным направлениям науки.
Источник
В сосуде находится идеальный газ под давлением 100 кпа
В закрытом сосуде объёмом 20 литров находится 0,2 моль кислорода. Давление газа в сосуде равно 100 кПа. Чему равна среднеквадратичная скорость молекул этого газа? Ответ округлите до целого числа.
Запишем основное уравнение МКТ газа:
Молярная масса кислорода равна M = 0,032 кг/моль. Найдем среднеквадратичная скорость молекул газа:
В закрытом сосуде с клапаном находится идеальный газ при температуре +20 °С и давлении p1. В результате некоторого эксперимента 20 % газа вышло из сосуда через клапан. При этом температура газа повысилась на 10 °С, а его давление изменилось до некоторой величины p2. Найдите отношение
. Ответ округлите до десятых долей.
Количество газа в сосуде, оставшегося после некоторого эксперимента, составляет 0,8 от изначального количества. Температура после эксперимента составит 303 К.
Тогда с помощью уравнения Менделеева-Клайперона получим:
В закрытом сосуде с клапаном находится идеальный газ при температуре +42 °С и давлении p1. В результате некоторого эксперимента 25 % газа вышло из сосуда через клапан. При этом температура газа понизилась на 21 °С, а его давление изменилось до некоторой величины p2. Найдите отношение
. Ответ округлите до десятых долей.
Количество газа в сосуде, оставшегося после некоторого эксперимента, составляет 0,75 от изначального количества. Температура после эксперимента составит 294 К.
Тогда с помощью уравнения Менделеева-Клайперона получим:
В закрытом сосуде объёмом 20 литров находится 0,5 моль азота. Давление газа в сосуде равно 100 кПа. Чему равна среднеквадратичная скорость молекул этого газа? Ответ дайте в м/с и округлите до целого числа.
Запишем основное уравнение МКТ газа:
Молярная масса азота равна M = 0,028 кг/моль. Найдем среднеквадратичную скорость молекул газа:
В закрытом сосуде с жёсткими стенками находится кислород при некоторой температуре и давлении 55 кПа. Концентрация молекул кислорода 4·10 25 1/м 3 . В этот сосуд добавляют азот при такой же температуре. Концентрация молекул азота в сосуде становится равной 7,2·10 25 1/м 3 . На какую величину изменится давление в этом сосуде. Ответ выразите в кПа.
Основное уравнение МКТ связывает макроскопические параметры (давление, объём, температура) термодинамической системы с микроскопическими (масса молекул, средняя скорость их движения):
где
— концентрация молекул газа.
Найдём температуру кислорода, которая по условию также равна температуре азота
Парциальное давление азота тогда равно
Общее давление газовой смеси является суммой парциальных давлений её компонентов. Парциальное давление кислорода не изменилось, значит, давление газа в сосуде увеличится на величину p2 = 99 кПа.
В закрытом сосуде находится идеальный газ при давлении 105750 Па и температуре, соответствующей среднеквадратичной скорости теплового хаотического движения молекул 494 м/с. Чему равна плотность этого газа? Ответ выразите в кг/м 3 и округлите до десятых долей.
Средняя энергия теплового движения молекул связана с абсолютной температурой газа соотношением
где
— масса одной молекулы.
По определению среднеквадратичная скорость равна
Согласно уравнению состояния идеального газа давление связано с температурой газа
Тогда преобразуем предыдущее уравнение
Учитывая то, что плотность газа — это произведение массы одной молекулы на концентрацию газа, получим
В закрытом сосуде объёмом 20 литров находится 5 моль кислорода. Температура газа равна 127 °С. Чему равно давление газа? Ответ выразите в кПа.
Состояние идеального газа описывается уравнением Клапейрона — Менделеева:
Найдём отсюда давление:
В закрытом сосуде объёмом 10 литров находится 5 моль азота. Температура газа равна 26 °С. Чему равно давление газа? Ответ выразите в килопаскалях и округлите до целого числа.
Состояние идеального газа описывается уравнением Клапейрона — Менделеева:
Найдем отсюда давление:
В закрытом сосуде с жёсткими стенками находится кислород при некоторой температуре и давлении 55,5 кПа. Концентрация молекул кислорода 5,4·10 25 1/м 3 . В этот сосуд добавляют азот при такой же температуре. Концентрация молекул азота в сосуде становится равной 7,2·10 25 1/м 3 . Чему равно парциальное давление азота в этом сосуде? Ответ выразите в кПа и округлите до целого числа.
Основное уравнение МКТ связывает макроскопические параметры (давление, объём, температура) термодинамической системы с микроскопическими (масса молекул, средняя скорость их движения)
где
— концентрация молекул газа.
Найдём температуру кислорода, которая по условию также равна температуре азота
Парциальное давление азота тогда равно
В закрытом сосуде находится азот под давлением 2 атм с начальной температурой 280 К. Газ нагревают до температуры 3000 К, при этом давление газа увеличивается до 30 атм и часть молекул распадается на атомы. Какая часть молекул распалась?
Запишем уравнение состояния идеального газа:
Найдём отношение давлений в начальном и конечном состоянии: Откуда получаем, что число частиц в конечном состоянии: Обозначим долю распавшихся частиц за Тогда из уравнения получаем
Аналоги к заданию № 6468: 11644 Все
Идеальный одноатомный газ, находящийся в герметично закрытом сосуде с жёсткими стенками, нагревают. Как изменяются в этом процессе следующие физические величины: концентрация молекул, внутренняя энергия газа, теплоёмкость газа?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Концентрация молекул | Внутренняя энергия газа | Теплоёмкость газа |
Поскольку газ находится в сосуде с жёсткими стенками, его объём не изменяется. Количество газа в ходе процесса также остаётся постоянным, а значит, концентрация молекул не изменяется.
Внутренняя энергия фиксированного одноатомного идеального газа зависит только от температуры:
следовательно, при нагревании газа, его внутренняя энергия увеличивается.
Теплоёмкость — это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты надо сообщить системе, чтобы нагреть её на один градус. Согласно первому началу термодинамики, передаваемое газу тепло идёт на изменение его внутренней энергии и на работу против внешних сил:
Так как объём газа фиксирован, работы он не совершает, а значит всё передаваемое тепло идёт на изменение внутренней энергии. Таким образом, теплоёмкость даётся выражением:
Следовательно, теплоёмкость в ходе данного процесса остаётся неизменной.
В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа p = 4 · 10 5 Па. Расстояние от дна сосуда до поршня равно L. Площадь поперечного сечения поршня S = 25 см 2 . В результате медленного нагревания газ получил количество теплоты Q = 1,65 кДж, а поршень сдвинулся на расстояние x = 10 см. При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует сила трения величиной Fтр = 3 · 10 3 Н. Найдите L. Считать, что сосуд находится в вакууме.
1) Поршень будет медленно двигаться, если сила давления газа на поршень и сила трения со стороны стенок сосуда уравновесят друг друга: p2S = Fтр, откуда
2) Поэтому при нагревании газа поршень будет неподвижен, пока давление газа не достигнет значения р2. В этом процессе газ получает количество теплоты Q12. Затем поршень будет сдвигаться, увеличивая объём газа, при постоянном давлении. В этом процессе газ получает количество теплоты Q23.
3) В процессе нагревания, в соответствии с первым началом термодинамики, газ получит количество теплоты:
4) Внутренняя энергия одноатомного идеального газа:
в начальном состоянии,
в конечном состоянии.
5) Из пп. 3, 4 получаем
в конечной формуле в числителе перед произведением силы трения и величины смещения множитель должен быть 3/2 а не 5/2
Формула верная. 5/2=1+3/2 — сумма коэффициентов перед членами с Fтр в формулах для Q и U3
А почему не учитывается атмосферное давление?
По условию сосуд находится в вакууме.
В большом сосуде с жёсткими стенками, закрытом подвижным поршнем, находятся воздух и насыщенный водяной пар при температуре 100 °C. Давление в сосуде равно 300 кПа. Поршень переместили, поддерживая температуру содержимого сосуда постоянной. При этом половина водяного пара сконденсировалась. Какое давление установилось в сосуде? Ответ выразите в кПа.
В сосуде находятся воздух и насыщенный пар, при этом давление в сосуде состоит из суммы давлений двух газов:
Давление насыщенного пара при равно Значит, давление воздуха Далее сказано, что половина водяного пара сконденсировалась, это означает что газ в сосуде сжали при постоянной температуре. Давление насыщенного пара зависит только от температуры и, следовательно, при сжатии оно не изменилось (). Запишем уравнение Менделеева — Клапейрона: Масса водяного пара уменьшилась вдвое, а значит объём также должен уменьшиться вдвое.
Масса воздуха осталась той же самой, но при уменьшении объёма в два раза при постоянной температуре, давление должно вырасти в два раза. Следовательно,
Давление в сосуде станет равным
В большом сосуде с жёсткими стенками закрытом подвижным поршнем находятся воздух и насыщенный водяной пар при температуре 100 °C. Давление в сосуде равно 300 кПа. Поршень переместили, поддерживая температуру содержимого сосуда постоянной. При этом половина водяного пара сконденсировалась. Какое давление (в кПа) установилось в сосуде?
В сосуде находятся воздух и насыщенный пар, при этом давление в сосуде состоит из суммы давлений двух газов:
Давление насыщенного пара при равно Значит, давление воздуха Далее сказано, что половина водяного пара сконденсировалась, это означает, что газ в сосуде сжали при постоянной температуре. Давление насыщенного пара зависит только от температуры и, следовательно, при сжатии оно не изменилось (). Запишем уравнение Менделеева — Клайперона: Масса водяного пара уменьшилась вдвое, а значит, объём также должен уменьшиться вдвое.
Масса воздуха осталась той же самой, но при уменьшении объёма в два раза при постоянной температуре, давление должно вырасти в два раза. Следовательно,
Давление в сосуде станет равным
Это нужно знать наизусть, что давление насыщенного пара при 100C равно 100кПА или будет всё в справочнике? Просто в вашем справочнике этого нет.
Жидкость закипает, когда парциальное давление её насыщенных паров сравнивается с внешним давлением. Для открытых сосудов внешняя среда — воздух с атмосферным давлением. Вода кипит при 100 °С, значит при этой температуре давление насыщенных паров равно атмосферному 100 кПа.
В горизонтальном сосуде, закрытом поршнем, находится разреженный газ. Максимальная сила трения между поршнем и стенками сосуда составляет Fтр.макс, а площадь поршня равна S. На pТ-диаграмме показано, как изменялись давление и температура разреженного газа в процессе его нагревания. Как изменялся объём газа (увеличивался, уменьшался или же оставался неизменным) на участках 1−2 и 2−3? Объясните причины такого изменения объёма газа в процессе его нагревания, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.
1) На участке 1–2 процесс изохорный, объём газа под поршнем остаётся постоянным. Поршень остаётся в покое, пока сила трения покоя не достигнет максимального значения Fтр. макс.
2) На участке 2-3 процесс изобарный. Поршень начинает двигаться при условии, что сила давления со стороны газа становится больше, чем сумма силы трения и силы давления на поршень со стороны атмосферы:
p1S ≥ Fтр. макс + pатмS. По закону Гей-Люссака при увеличении температуры объем увеличивается.
В закрытом цилиндрическом сосуде находится влажный воздух при температуре 100 °С. Для того, чтобы на стенках этого сосуда выпала роса, требуется изотермически изменить объем сосуда в 25 раз. Чему приблизительно равна первоначальная абсолютная влажность воздуха в сосуде? Ответ приведите в г/м 3 , округлите до целых.
Абсолютная влажность воздуха — это физическая величина, показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1
воздуха. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе. На стенках сосуда при изотермическом сжатии начнет образовываться роса после того, как пар достигнет состояния насыщения. Как известно, кипение начинается, когда давление насыщенных паров сравнивается с внешним давлением. Таким образом, давление насыщенных паров при 100 °С равно нормальному атмосферному давлению, то есть порядка
Определим сперва, какое давление имеет пар до начала сжатия. Водяной пар подчиняется уравнениям идеального газа, в частности, при изотермическом сжатии выполняется закон Бойля — Мариотта:
Следовательно, начальное давление водяного пара было в 25 раз меньше и равнялось
Определим теперь первоначальную абсолютную влажность. Для этого воспользуемся уравнением состояния Клапейрона-Менделеева:
Здравствуйте. почему малярная масса равна 0,018 кг/моль а не как в справочнике 0,029 кг/моль?
Потому что здесь использована молярная масса водяных паров, то есть воды, а не воздуха.
Здравствуйте!Закон Бойля-Мариотта применим а том случае,если масса вещества не изменяется,а по условию задачи выпадает роса,то есть часть водяного пара переходит в воду.
В процессе сжатия до момента выпадения росы масса паров не менялась.
Добрый день! Наверно задача дана в предположении, что при изменении объёма сосуда в 25 раз давление в нём достигло атмосферного? Но это не указано в условии задачи!
Дана температура, по ней устанавливается давление насыщенных паров.
В цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится водяной пар и капля воды. С паром в сосуде при постоянной температуре провели процесс a→b→c, pV−диаграмма которого представлена на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения относительно проведённого процесса.
1) На участке b→c масса пара уменьшается.
2) На участке a→b к веществу в сосуде подводится положительное количество теплоты.
3) В точке c водяной пар является насыщенным.
4) На участке a→b внутренняя энергия капли уменьшается.
5) На участке b→c внутренняя энергия пара уменьшается.
1. Неверно. По условию температура на участке
не изменялась, давление уменьшилось в 2 раза, объём увеличился в 2 раза. Из уравнения для каждого состояния и Так как то и
2. Верно. Поскольку на участке
объём изобарно увеличивался, то пар совершил положительную работу; а так как температура не менялась, но менялась масса пара, то внутренняя энергия увеличивалась. Из первого закона термодинамики следует, что Q — положительная величина, т. е. пар теплоту получал.
3. Неверно. На участке
давление пара уменьшалось, а при постоянной температуре давление насыщенного пара оставалось неизменным. Значит, относительная влажность уменьшалась.
4. Верно. На участке
давление и температура пара не изменялись, объем увеличивался. Исходя из уравнений состояния идеального газа, следует, что масса пара увеличивалась за счёт испарения, при котором внутренняя энергия воды уменьшается.
5. Неверно. На участке
температура и масса пара не менялись, следовательно, внутренняя энергия не менялась.
Источник
Источник