Плотность насыщенного пара ртути при температуре 20°С равна 0,02 г/м3. Найдите давление пара при этой температуре.
Условие:
Плотность насыщенного пара ртути при температуре 20°С равна 0,02 г/м3. Найдите давление пара при этой температуре.
Решение:
Для решения этой задачи нам понадобится использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:
PV = nRT,
где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
Для начала, нам нужно перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвины. Для этого мы используем формулу:
T(K) = T(°C) + 273.15.
Таким образом, температура 20°C будет равна 20 + 273.15 = 293.15 K.
Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для насыщенного пара ртути:
PV = nRT.
Мы знаем, что плотность насыщенного пара ртути равна 0.02 г/м3. Плотность можно выразить как отношение массы к объему:
плотность = масса / объем.
Таким образом, масса пара rтути равна 0.02 г, а объем можно считать равным 1 м3 (поскольку мы рассматриваем 1 моль газа).
Теперь мы можем найти количество вещества (n) с использованием формулы:
n = масса / молярная масса.
Молярная масса ртути (Hg) составляет около 200.59 г/моль.
Таким образом, n = 0.02 г / 200.59 г/моль ≈ 0.0001 моль.
Теперь мы можем подставить все известные значения в уравнение состояния идеального газа:
P * 1 м3 = 0.0001 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 293.15 K.
Решая это уравнение, мы найдем значение давления (P):
P = (0.0001 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 293.15 K) / 1 м3.
Выполняя вычисления, мы получаем:
P ≈ 2.44 кПа.
Таким образом, давление насыщенного пара ртути при температуре 20°C составляет около 2.44 кПа.
