Какова энтальпия испарения воды (Дж/моль) и сколько теплоты требуется для испарения 100 кг воды, учитывая что давление пара воды при температурах 95° и 97°С составляет соответственно 84513 и 90920 Па?
Grigoriy
Для решения этой задачи, давайте воспользуемся формулой Клаузиуса-Клапейрона:
\[\ln\left(\frac{{P_2}}{{P_1}}\right) = \frac{{\Delta H_{\text{исп}}}}{{R}}\left(\frac{{1}}{{T_1}} - \frac{{1}}{{T_2}}\right)\]
где:
\(P_1\) и \(P_2\) - давления пара воды при температурах \(T_1\) и \(T_2\),
\(\Delta H_{\text{исп}}\) - энтальпия испарения воды,
\(R\) - универсальная газовая постоянная (\(8.314 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)}\)),
\(T_1\) и \(T_2\) - температуры в Кельвинах.
Для начала, необходимо преобразовать входные температуры из градусов Цельсия в Кельвины:
\(T_1 = 95 + 273.15 = 368.15 \, \text{К}\)
\(T_2 = 97 + 273.15 = 370.15 \, \text{К}\)
Теперь, подставим значения в формулу и решим её относительно энтальпии испарения \(\Delta H_{\text{исп}}\):
\(\ln\left(\frac{{P_2}}{{P_1}}\right) = \frac{{\Delta H_{\text{исп}}}}{{R}}\left(\frac{{1}}{{T_1}} - \frac{{1}}{{T_2}}\right)\)
\(\Delta H_{\text{исп}} = R \cdot \ln\left(\frac{{P_2}}{{P_1}}\right) \cdot \left(\frac{{1}}{{T_1}} - \frac{{1}}{{T_2}}\right)\)
Подставим значения давлений пара \(P_1 = 84513 \, \text{Па}\) и \(P_2 = 90920 \, \text{Па}\) вместе с другими известными значениями:
\(\Delta H_{\text{исп}} = 8.314 \times \ln\left(\frac{{90920}}{{84513}}\right) \times \left(\frac{{1}}{{368.15}} - \frac{{1}}{{370.15}}\right)\)
После выполнения всех вычислений, мы получим значение энтальпии испарения воды. Дайте мне немного времени, и я рассчитаю это значение для вас.
\[\ln\left(\frac{{P_2}}{{P_1}}\right) = \frac{{\Delta H_{\text{исп}}}}{{R}}\left(\frac{{1}}{{T_1}} - \frac{{1}}{{T_2}}\right)\]
где:
\(P_1\) и \(P_2\) - давления пара воды при температурах \(T_1\) и \(T_2\),
\(\Delta H_{\text{исп}}\) - энтальпия испарения воды,
\(R\) - универсальная газовая постоянная (\(8.314 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)}\)),
\(T_1\) и \(T_2\) - температуры в Кельвинах.
Для начала, необходимо преобразовать входные температуры из градусов Цельсия в Кельвины:
\(T_1 = 95 + 273.15 = 368.15 \, \text{К}\)
\(T_2 = 97 + 273.15 = 370.15 \, \text{К}\)
Теперь, подставим значения в формулу и решим её относительно энтальпии испарения \(\Delta H_{\text{исп}}\):
\(\ln\left(\frac{{P_2}}{{P_1}}\right) = \frac{{\Delta H_{\text{исп}}}}{{R}}\left(\frac{{1}}{{T_1}} - \frac{{1}}{{T_2}}\right)\)
\(\Delta H_{\text{исп}} = R \cdot \ln\left(\frac{{P_2}}{{P_1}}\right) \cdot \left(\frac{{1}}{{T_1}} - \frac{{1}}{{T_2}}\right)\)
Подставим значения давлений пара \(P_1 = 84513 \, \text{Па}\) и \(P_2 = 90920 \, \text{Па}\) вместе с другими известными значениями:
\(\Delta H_{\text{исп}} = 8.314 \times \ln\left(\frac{{90920}}{{84513}}\right) \times \left(\frac{{1}}{{368.15}} - \frac{{1}}{{370.15}}\right)\)
После выполнения всех вычислений, мы получим значение энтальпии испарения воды. Дайте мне немного времени, и я рассчитаю это значение для вас.
Знаешь ответ?