Дано:
- объем V = 2 л = 2 * 10^(-3) м³
- температура T = 373 К
- давление P = 101 кПа = 101 * 10^3 Па
- универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль·К)
- молярная масса H₂O M = 18 г/моль = 0,018 кг/моль
Найти: массу водяного пара m.
Решение:
Сначала найдем количество вещества n водяного пара, используя уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT
Из этого уравнения выразим количество вещества n:
n = PV / (RT)
Подставим известные значения:
n = (101 * 10^3 Па) * (2 * 10^(-3) м³) / (8,31 Дж/(моль·К) * 373 К)
Сначала вычислим числитель:
101 * 10^3 * 2 * 10^(-3) = 202 Па·м³ = 202 Дж
Теперь вычислим знаменатель:
8,31 * 373 ≈ 3105,03 Дж/(моль)
Теперь можем подставить эти значения в формулу для n:
n = 202 / 3105,03 ≈ 0,065 целых моль
Теперь найдем массу водяного пара m, используя молярную массу H₂O:
m = n * M
Подставим значение n и M:
m = 0,065 * 0,018 кг/моль ≈ 0,00117 кг = 1,17 г
Ответ:
Масса водяного пара m равна 1,17 г.