Знайдіть кількість водяної пари у посудині об ємом 10 л при температурі 40 °С та парціальному тиску пари

Щоб знайти кількість водяної пари у посудині, спочатку нам потрібно знайти об"єм цієї пари. Ми можемо використовувати ідеальний газовий закон, який визначає, що об"єм \( V \) газу пропорційний кількості речовини \( n \), температурі \( T \) і зворотному значенню тиску \( P \):

\[ PV = nRT \]

де \( R \) - універсальна газова стала.

У нашому випадку, ми знаємо, що об"єм пари \( V = 10 \) л, температура \( T = 40 \) °С (і перетворимо його на Кельвіни, додавши 273) і ми хочемо знайти кількість речовини \( n \), тобто кількість молекул водяної пари у посудині.

У формулі закону, \( P \) - це парціальний тиск пари. Парціальний тиск пари - це тиск, який виникає, коли речовина переходить у газову фазу в суміші речовин. Щоб знайти його, нам потрібно знати тиск насиченої пари води при даній температурі.

Застосуємо формулу Клапейрона-Клаузіуса, яка пов"язує парціальний тиск \( P \) з температурою \( T \) і константами \( R \) і \( \ln \):

\[ P = P_0 \cdot e^{\left(\frac{{-\Delta H_m}}{{RT}}\right)} \]

де \( P_0 \) - тиск насиченої пари води при 0 °С, а \( \Delta H_m \) - ентальпії пароутворення.

Зазвичай, значення \( P_0 \) та \( \Delta H_m \) надаються у таблицях фізичних величин або можуть бути значеннями для води за кімнатної температури.

Отже, підставимо дані у формулу Клапейрона-Клаузіуса, отримаємо парціальний тиск \( P \). Потім використовуємо закон ідеального газу для визначення \( n \):

\[ n = \frac{{PV}}{{RT}} \]

Підставимо дані у цю формулу і отримаємо кількість речовини \( n \). Це буде кількість молекул водяної пари у посудині об"ємом 10 л при температурі 40 °С та парціальному тиску пари. Не забудьте перетворити температуру на Кельвіни.