ЯК знайти тиск водяної пари :: Природничі науки

Вода може перебувати в трьох основних агрегатних станах: рідкому, твердому і газоподібному. Пар, у свою чергу, буває ненасиченим і насиченим - мають однакову температуру і тиск з киплячою водою. Якщо ж температура водяної пари при підвищенні тиску перевищила 100 градусів Цельсія, то такий пар називають перегрітим. Часто при вивченні шкільного курсу фізики або при проведенні технологічного процесу виникає завдання: визначити тиск водяної пари при якихось конкретних умовах.

Інструкція

Припустимо, вам дана наступна задача: в якийсь металевий посуд залили воду в кількості, яка дорівнює чверті його обсягу. Після цього посудину герметично закрили і нагріли до температури, рівної 500оС. Якщо уявити, що вся вода, що знаходилася в посудині, перетворилася на пару, яким 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 нагрівання в посудині знаходився один водяний пар тієї ж 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 - те 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), рівна 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.