В прочном сосуде объемом V = 60 л находится смесь из ν1 = 0,05 моль водорода и ν2 = 1 моль сухого воздуха. С помощью электрической искры смесь поджигают. Найдите относительную влажность φ воздуха в сосуде после сгорания водорода и охлаждения содержимого сосуда до температуры t = 20 ºС. Давление насыщенного водяного пара при этой температуре pн = 2,33 кПа. Массовая доля кислорода в воздухе составляет примерно 23%. Универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль∙К).

задан 19 Дек '13 2:06

перемечен 19 Дек '13 22:57

wusan's gravatar image


3.2k18

10|600 символов нужно символов осталось
2

При сгорании водорода он соединяется с кислородом: две молекулы водорода соединяются с одной молекулой кислорода, получаются две молекулы воды. 2Н2+О2=2Н2О. То есть для полного сгорания водорода нужно в два раза меньше молей кислорода, чем есть молей водорода. Посмотрим, хватит ли нам кислорода. В воздухе содержится около 21 процента кислорода, для нашего случая - 1 моль воздуха - это 0,21 моля кислорода, а для сгорания 0,05 моля водорода нужно всего 0,025 молей кислорода, так что кислорода нам хватит, и процесс пройдёт на ура. Сколько останется сухого воздуха после сгорания водорода и части кислорода - нам безразлично, ибо на давление насыщенного водяного пара это никак не влияет, газы в смеси не "чувствуют" присутствия друг друга согласно закону Дальтона (давление смеси газов равно сумме давлений каждого газа; такие давление называются ПАРЦИАЛЬНЫМИ). Так как при соединении двух молекул водорода с одной молекулой кислорода получаются две молекулы воды, то сколько молей водорода сгорело, столько молей воды и получится, а именно - 0,05 молей воды. Запишем уравнение Клапейрона-Менделеева для получившегося водяного пара и найдём его давление (символом "х" обозначается умножение): р = (кол-во молей, греческая буква ню)хRT/V = 0,05х8,31х(20+273)/0,06; здесь 0,05 - количество молей воды, 20+273 - температура в Кельвинах, 0,06 - это 60 литров, выраженное в кубометрах (всё должно быть в системе СИ). Итак, р=2029 Па. Чтобы найти относительную влажность, надо это найденное значение давления разделить на указанное в условии давление насыщенного пара, причём кПа означает килопаскали, или 1000 Паскалей: 2029/2330=0,87, или, что то же самое, 87 процентов. Ответ: 87 процентов.

ссылка

отвечен 19 Дек '13 15:15

10|600 символов нужно символов осталось
Ваш ответ

Если вы не нашли ответ, задайте вопрос.

Здравствуйте

Физика - это совместно редактируемый форум вопросов и ответов по естественным наукам для физиков, химиков, астрономов и биологов.

Присоединяйтесь!

отмечен:

×3

задан
19 Дек '13 2:06

показан
677 раз

обновлен
19 Дек '13 22:57

Отслеживать вопрос

по почте:

Зарегистрировавшись, вы сможете подписаться на любые обновления

по RSS:

Ответы

Ответы и Комментарии

Дизайн сайта/логотип © «Сеть Знаний». Контент распространяется под лицензией cc by-sa 3.0 с обязательным указанием авторства.
Рейтинг@Mail.ru