Вопрос школьника
Через воду, имеющую температуру 10 °С, пропускают водяной пар при 100 °С. Сколько процентов составит масса воды, образовавшейся из пара, от массы всей воды в сосуде в момент, когда ее температура равна 50 °С?
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения массы. Обозначим массу всей воды в сосуде в начальный момент времени как m1, а массу воды в сосуде в момент, когда ее температура равна 50 °С, как m2.
Из условия задачи известно, что через воду, имеющую температуру 10 °С, пропускают водяной пар при 100 °С. Это означает, что происходит конденсация пара на поверхности воды, и масса образовавшейся воды равна массе пара, который прошел через воду.
Для расчета массы образовавшейся воды необходимо использовать закон Дальтона, который гласит, что суммарное давление смеси газов равно сумме парциальных давлений каждого газа. В данном случае парциальное давление водяного пара равно давлению насыщенного пара при 100 °С, а парциальное давление водяного пара над водой при 50 °С равно давлению насыщенного пара при 50 °С.
Используя эти данные, можно рассчитать массу образовавшейся воды по формуле:
m(вода) = m(пар) * (P(50) / P(100))
где m(пар) — масса водяного пара, прошедшего через воду, P(50) — давление насыщенного пара при 50 °С, P(100) — давление насыщенного пара при 100 °С.
Значения давлений насыщенного пара при разных температурах можно найти в таблицах физических свойств воды.
После расчета массы образовавшейся воды можно найти процентное соотношение массы образовавшейся воды к массе всей воды в сосуде в начальный момент времени:
% = (m(вода) / m1) * 100%
Таким образом, для решения задачи необходимо знать массу всей воды в сосуде в начальный момент времени, массу водяного пара, прошедшего через воду, и значения давлений насыщенного пара при 50 °С и 100 °С.
