Ломоносов 2022, 10-11 класс, задача 2
В прочном сосуде объемом м находится смесь из моль водорода и моль сухого воздуха. Найдите относительную влажность воздуха в сосуде после сгорания водорода и охлаждения содержимого сосуда до температуры . Давление насыщенного водяного пара при этой температуре Па. Массовая доля кислорода в воздухе составляет примерно . Универсальная газовая постоянная Дж/(мольК).
Вопросы. Какие виды парообразования вы знаете? Дайте определение удельной теплоты парообразования.
Ответ
Решение. Уравнение реакции горения водорода в кислороде имеет вид:
Отсюда следует, что количество молей сгоревшего водорода равно количеству молей образовавшегося водяного пара и вдвое превышает количество молей требующегося для горения кислорода. Поскольку
имеющегося в сосуде воздуха с избытком хватит для полного сгорания водорода. Следовательно, в воздухе образуется молей водяного пара. Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, находим парциальное давление водяного пара:
где К. Относительная влажность воздуха
Ответ. или .