Як знайти тиск водяної пари

Припустимо, вам дана наступна задача: в якийсь металевий посуд залили воду в кількості, що дорівнює чверті його об`єму. Після цього посудину герметично закрили і нагріли до температури, яка дорівнює 500оС. Якщо уявити, що вся вода, що знаходилася в посудині, перетворилася на пару, яке буде тиск цього пара? Спочатку в посудині містилася одна вода (її кількість, яке перейшло в газоподібний стан мізерно мало, тому їм можна знехтувати). Позначте її масу як m, а обсяг як V1. Отже, щільність води буде обчислюватися за формулою: 1 = m / V1.

Після нагріву в посудині знаходився один водяний пар тій же маси m, але займав вчетверо більший обсяг V2. Отже, щільність водяної пари дорівнює: 2 = 1 / 4.

Тепер переведіть температуру з градусів Цельсія в градуси Кельвіна. 500 градусів Цельсія приблизно рівні 773 градусам Кельвіна (273 + Тц).

Напишіть універсальне рівняння Менделєєва-Клапейрона. Звичайно, сильно нагрітий водяна пара жодним чином не може вважатися ідеальним газом, стан якого воно описує, але похибка в розрахунках буде порівняно невеликою. Р2V2 = mRT / або, перетворюючи його з урахуванням того, що V2 в чотири рази більше, ніж V1: 4Р2V1 = mRT / . Де Р2 - то саме тиск водяної пари, яке вам необхідно найті- R - універсальна газова постійна, приблизно рівна 8,31- Т - температура в градусах Кельвіна (773) - а - молярна маса води (або водяної пари), що дорівнює 18 грам / моль (0,018 кг / моль).

Таким чином, у вас виходить формула: Р2 = mRT / 4V1 . Однак оскільки первинний об`єм V1 = m / 1, то підсумковий вид рівняння такий: P2 = 1RT / 4 . Підставивши в формулу відомі величини, і знаючи, чому дорівнює щільність води, обчисліть шукану величину тиску водяної пари.