Какова концентрация водяного пара при температуре 100°С при нормальном атмосферном давлении 101,3?

Содержание: Концентрация водяного пара при температуре 100°С при нормальном атмосферном давлении 101,3

Пояснение: Концентрация водяного пара, выраженная в граммах на литр (г/л), зависит от температуры и давления. По формуле Клапейрона-Клаузиуса, связывающей концентрацию, давление и температуру, мы можем определить концентрацию водяного пара при заданных условиях.

Для начала, нам нужно узнать парциальное давление водяного пара при данной температуре и атмосферном давлении. Для этого мы используем закон Рауля, который гласит, что парциальное давление водяного пара равно произведению давления насыщенного пара при данной температуре на его мольную долю в смеси. Мольная доля водяного пара в воздухе при нормальном атмосферном давлении примерно равна 0,622.

Таким образом, парциальное давление водяного пара будет равно:
Парциальное давление = давление насыщенного пара х мольная доля водяного пара

Для данного примера, мы знаем, что нормальное атмосферное давление составляет 101,3 кПа, значит, парциальное давление водяного пара будет равно:
Парциальное давление = 101,3 кПа х 0,622

Теперь, нам нужно определить концентрацию водяного пара при данном парциальном давлении и температуре. Для этого мы можем использовать уравнение идеального газа, где концентрация водяного пара выражается через его мольную массу, а парциальное давление воздуха и универсальную газовую постоянную.

Для данного примера, концентрация водяного пара будет равна:
Концентрация = (парциальное давление x мольная масса воды) / (универсальная газовая постоянная x температура)

Мольная масса воды составляет 18,016 г/моль, а универсальная газовая постоянная равна 8,314 Дж/(моль·К).

Теперь у нас есть все необходимые значения, чтобы рассчитать концентрацию водяного пара при температуре 100°С и нормальном атмосферном давлении 101,3 кПа.

Пример:
Найдите концентрацию водяного пара при температуре 100°С и нормальном атмосферном давлении 101,3 кПа.

Решение:
1. Найдем парциальное давление водяного пара:
Парциальное давление = 101,3 кПа х 0,622 = 62,993 кПа
2. Рассчитаем концентрацию водяного пара:
Концентрация = (62,993 кПа x 18,016 г/моль) / (8,314 Дж/(моль·К) x 373,15 К)
Концентрация ≈ 16,961 г/л

Совет: Для лучшего понимания концентрации водяного пара и ее расчетов, полезно изучить законы идеального газа, а также формулы для нахождения парциального давления и концентрации водяного пара.

Практика: Найдите концентрацию водяного пара при температуре 80°С и нормальном атмосферном давлении 101,3 кПа.