Какую температуру необходимо установить в закрытом сосуде объемом 2 л, чтобы конденсировалась влага из содержащегося

Для решения этой задачи, нам необходимо учесть следующие законы физики: закон Дальтона и уравнение состояния идеального газа.

1. Закон Дальтона утверждает, что сумма парциальных давлений компонентов смеси равна общему давлению этой смеси.
\[P_{\text{общее}} = P_{\text{водяной пар}} + P_{\text{другие газы}}\]

2. Уравнение состояния идеального газа показывает связь между давлением, объемом, количеством вещества и температурой:
\[PV = nRT\]

Заданы масса водяного пара (\(m = 12\) г), объем сосуда (\(V = 2\) л) и стандартная температура и давление (\(T = 273\) К, \(P = 1\) атм).

Для начала нам нужно найти количество вещества водяного пара (\(n\)) с помощью молярной массы (\(M\)):

\[
n = \frac{m}{M_{\text{воды}}}
\]

Молярная масса воды: \(M_{\text{воды}} = 18\) г/моль (приблизительно).

\[
n = \frac{12}{18} = \frac{2}{3} \text{ моль}
\]

Затем мы найдем парциальное давление водяного пара (\(P_{\text{водяной пар}}\)) при заданном объеме сосуда, используя уравнение состояния идеального газа:

\[
P_{\text{водяной пар}} = \frac{nRT}{V}
\]

Подставляем известные значения:

\[
P_{\text{водяной пар}} = \frac{(2/3) \cdot 0.0821 \cdot 273}{2} \approx 7.52 \text{ атм}
\]

Далее, согласно закону Дальтона, сумма парциальных давлений равна общему давлению:

\[
P_{\text{общее}} = P_{\text{водяной пар}} + P_{\text{другие газы}}
\]

Поскольку задача говорит, что сосуд является закрытым, то \(P_{\text{другие газы}} = 0\).

Следовательно, общее давление равно парциальному давлению водяного пара:

\[
P_{\text{общее}} = P_{\text{водяной пар}} = 7.52 \text{ атм}
\]

Теперь мы можем найти температуру (\(T\)), которую необходимо установить в сосуде, чтобы влага конденсировалась. Для этого мы можем использовать формулу обратного уравнения состояния идеального газа:

\[
T = \frac{P_{\text{водяной пар}} \cdot V}{n \cdot R}
\]

Подставляя известные значения:

\[
T = \frac{7.52 \cdot 2}{(2/3) \cdot 0.0821} \approx 546 \text{ К}
\]

Таким образом, необходимо установить температуру приблизительно равную 546 К в закрытом сосуде объемом 2 л, чтобы конденсировалась влага из содержащегося в нем водяного пара массой 12 г.