Какова плотность насыщенного водяного пара в воздухе при температуре Т=300К, если давление насыщенного водяного пара при этой температуре составляет 3,56 кПа?

Физика 11 класс Термодинамика плотность водяного пара температура 300K давление 3,56 кПа насыщенный водяной пар физика расчёт плотности термодинамика свойства газов Новый

Чтобы найти плотность насыщенного водяного пара в воздухе при температуре Т=300К, нам нужно использовать уравнение состояния идеального газа. Плотность (ρ) можно выразить через давление (P), молярную массу (M) и универсальную газовую постоянную (R).

Формула для плотности идеального газа выглядит следующим образом:

ρ = P / (R * T)

Где:

• P - давление насыщенного водяного пара (в Паскалях)
• R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К))
• T - температура в Кельвинах

Однако, так как мы работаем с водяным паром, нам нужно использовать специфическую газовую постоянную для водяного пара. Молярная масса водяного пара (H2O) составляет примерно 18 г/моль, или 0.018 кг/моль. Специфическая газовая постоянная для водяного пара будет равна:

R = R0 / M = 8.314 / 0.018 ≈ 461.5 Дж/(кг·К)

Теперь подставим известные значения в формулу для плотности:

1. Сначала преобразуем давление из кПа в Па: P = 3.56 кПа = 3560 Па.
2. Теперь подставим значения в формулу: ρ = P / (R * T) = 3560 / (461.5 * 300).
3. Посчитаем: ρ ≈ 3560 / 138450 ≈ 0.0257 кг/м³.

Таким образом, плотность насыщенного водяного пара при температуре 300К составляет примерно 0.0257 кг/м³.