Определите массу воды в сосуде в конце опыта (3 июля 2014)

В сосуде объемом V1 = 31 л находится воздух, вода и насыщенный пар. Температура в сосуде T = 373 K, давление P1 = 2,5 атм. При постоянной температуре объем сосуда медленно уменьшают, пока давление не станет равным P2 = 4 атм. Определите массу воды в сосуде в конце опыта. Общая масса воды и пара в сосуде составляет m = 22 г.

Источник: вступительные задания в ЗФТШ МФТИ, 2001-2002.

Комментарии

Источник:вступительные задания в ЗФТШ МФТИ ,2001-2002

Проверьте, пожалуйста, правильность решения.

Решение.

Т. к. T = 373 K, то давление насыщенного водяного пара Pп = 105 Па. Найдем давление, которое имеет воздух в сосуде до и после уменьшения объема. При этом пренебрегаем давлением воды:

P = P1 − Pп = 1,5 атм.

P = P2 − Pп = 3 атм.

Пренебрегаем объемом жидкости, тогда:

PV1 = μRT.

PV2 = μRT.

Отсюда получаем, что V2 = 15.5 × 10−3 м.

Через давление пара после уменьшения объема сосуда находим массу пара mп:

PпV2 = mп2 / (μRT).

mп = 9 г.

Значит, масса воды m2 = 22 − 9 = 13 г.

Задача решена правильно. От себя добавлю, что парциальное давление пара оставалось постоянным (в конце опыта, как и в начале, в сосуде была вода). Давление внутри сосуда изменялось только за счет изменения давления воздуха.
Большое спасибо за проверку! Рад, что правильно решил)
Надоело разбираться?