Цилиндрический сосуд объема 150 дм3 разделен подвижной перегородкой. первоначально в левой части сосуда находятся 4 моля водорода и 4 моля гелия. в правой части находится 90 граммов воды. перегородка проницаема для водорода, но непроницаема для гелия и воды. всю систему нагревают до температуры 100o c. определить объем левой части сосуда после установления равновесия.

288

464

Посмотреть ответы 2

Ответы на вопрос:

Макс11171

Физика

4,8(97 оценок)

Поскольку перегородка проницаема для водорода, то водород в итоге распределится по разные стороны от перегородки с равной концентрацией. при равной температуре и концентрации по разные стороны перегородки по закону больцмана – парциальное давление водорода окажется одинаковым, а стало быть, суммированное по обеим сторонам воздействие сил парциального давления водорода, которое будет испытывать перегородка именно за счёт водорода – окажется равным нулю. учитывая это, воздействие водорода на конечное равновесное положение перегородки – учитывать вообще не нужно. при температуре 100°с, парциальное давление насышенного водяного пара, которое будет поддерживаться в правой секции окажется равным атмосферному, если для его насышенности будет достаточно массы воды (проверим это чуть позже). стало быть и парциальное давление гелия в левой секции окажется равным атмосферному po. теперь легко посчитать через уравнение идеального газа и конечный объём vл левой секции: po vл = νrt ; vл = νrt/po ; убедимся, что массы воды в правой секции vп достаточно: vп = (m/μ) rt/po , где m – масса испарившейся воды, а μ – её молярная масса ; m = μpo vп /(rt) ; учитвая, что vп = v – vл, получим: m = μpo ( v – vл )/(rt) = μpo ( v – νrt/po )/(rt) ; m = μ ( pov/(rt) – ν ) ; при этом должно выполняться: 0 < m < m, где м – масса всей воды: 0 < μ ( pov/(rt) – ν ) < m ; 0 < pov/(rt) – ν < m/μ ; –m/μ < ν – pov/(rt) < 0 ; pov/(rt)–m/μ < ν < pov/(rt) ; 100 000 * 0.15 / ( 8.315 * 373 ) – 90/18 < ν < 100 000 * 0.15 / ( 8.315 * 373 ) ; 0 < ν < 4.84 , что, как мы понимаем, выполнено ( ν = 4 моля ), а значит, воды в правой секции достаточно для достижения парциальным давлением насыщенного пара – значения атмосферного давления и не слишком много, так что давление не превысит атмосферное, а часть воды так и останется жидкой. иначе, условие возникновения устойчивого парциального давления насыщенного пара со значением атмосферного – можно проверить так: 0 < m < m, где м – масса всей воды: 0 < μ ( pov/(rt) – ν ) < m ; 0 < pov/(rt) – ν < m/μ ; ν < pov/(rt) < m/μ + ν ; νr ( t° + 273 ) / po < v < r ( t° + 273 ) ( m/μ + ν ) / po 4 * 8.315 * 373 / 100 000 ; / po < v < 8.315 * 373 ( 90/18 + 4 ) / 100 000 ; 0.124 м³ < v < 0.279 м³ ; 124 л < v < 279 л , что, как мы понимаем, выполнено, а значит, воды в правой секции достаточно для достижения парциальным давлением насыщенного пара – значения атмосферного давления и не слишком много, так что давление не превысит атмосферное, а часть воды так и останется жидкой. тогда: vл = νr ( t° + 273 ) / po ; вычислим объём левой части сосуда после установления равновесия: vл = 4 * 8.315 * 373 / 100 000 ≈ 0.124 м³ = 124 л . *** любопытно, что вода в правой части сосуда при этом кипеть не будет, поскольку там будет находится ещё и водород с парциальным давлением p = νrt/v = 4*8.315*373/0.15 ≈ 83 кпа, так что общее давление, как в левой, так и в правой части сосуда окажется равным 183 кпа ≈ 1.83 атм, а при таком давлении вода кипит при несколько большей температуре, примерно при 116°с.

Yto4kaya

Физика

4,6(43 оценок)

Нужно 60*2=120 ответ: 120 км средняя скорость автомобиля

Реши свою проблему, спроси otvet5GPT

Быстро
Мгновенный ответ на твой вопрос
Точно
Бот обладает знаниями во всех сферах
Бесплатно
Задай вопрос и получи ответ бесплатно

Задай свой вопрос

Популярно: Физика

Есть вопросы?

Как otvet5GPT работает?

otvet5GPT использует большую языковую модель вместе с базой данных GPT для обеспечения высококачественных образовательных результатов. otvet5GPT действует как доступный академический ресурс вне класса.
Сколько это стоит?

Проект находиться на стадии тестирования и все услуги бесплатны.
Могу ли я использовать otvet5GPT в школе?

Конечно! Нейросеть может помочь вам делать конспекты лекций, придумывать идеи в классе и многое другое!
В чем отличия от ChatGPT?

otvet5GPT черпает академические источники из собственной базы данных и предназначен специально для студентов. otvet5GPT также адаптируется к вашему стилю письма, предоставляя ряд образовательных инструментов, предназначенных для улучшения обучения.