Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#44371

Один моль азота находится в сосуде объемом V  = 1  л под давлением p = 105   Па. Газ откачивают, поддерживая температуру сосуда (со всем содержимым) неизменной. Какую массу газа придется откачать к тому моменту, когда давление в сосуде упадет вдвое? Никаких других газов, кроме азота, в сосуде нет. Дан ряд табличных параметров азота (не все они понадобятся для решения): молярная масса μ =  28  г/моль, температура кипения при атмосферном давлении           ∘
tk = − 196 C  , удельная теплота испарения λ = 5,6  кДж/моль, температура плавления tпл = − 210 ∘C  . Универсальная газовая постоянная – R  = 8,31  Дж/(моль⋅ К).

(«Росатом», 2020, 11)

Показать ответ и решение

Найдем температуру азота в сосуде по закону Клапейрона-Менделеева

     pV-                ∘
T  = νR  =  12 К = − 261 C.

Эта температура существенно ниже температуры кипения азота при атмосферном давлении, поэтому часть азота будет сконденсирована, а часть будет в виде газа. Следовательно, сосуд будет иметь температуру кипения азота           ∘
tk = − 196 C  , а газообразный азот представляет собой насыщенный «азотный пар».

Так как откачивание азота происходит при постоянной температуре (температуре насыщенного «азотного пара» при атмосферном давлении), то «азотный пар» останется насыщенным пока не испарится вся жидкая фракция азота. Поэтому пока в сосуде остается жидкий азот, давление «паров азота» будет равно атмосферному. Следовательно, когда давление азота в сосуде упадет вдвое, весь жидкий азот испарится, и останется только газ. Применяя к нему закон Клапейрона-Менделеева, получим

p1V  = ν1RTk,

где             5
p1 = 0,5 ⋅ 10   Па, ν1   – количество молей азота, оставшееся в сосуде, T = 77  К – температура кипения азота (77 К=196∘C  ). Отсюда находим количество вещества азота в сосуде

     p V     pV
ν1 = -1---= ------=  0,078 мол ь,
     RTk    2RTk

масса которого равна m1  = 0,078 ⋅ 28 = 2,2  г. Отсюда находим массу азота, который был откачан из сосуда

                   (      pV  )
Δm  = (ν − ν1)μ =   ν −  ------ μ = 25, 8 г
                         2RTk
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!