Задача по физике N1218

Прочный закрытый сосуд заполнен водой при температуре

. Каким было бы давление в сосуде при той же температуре

, если бы в нем находилось столько же частиц идеального газа, сколько атомов содержится в находящейся в сосуде воде?

Решение

Пусть объем воды, находящейся в сосуде, равен По условию задачи, вода находится в сосуде при условиях, близких к нормальным. Поэтому ее плотность из-за низкой сжимаемости можно считать равной г/см. Известно, что молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, а потому ее молярная масса равна г/моль. Вспоминая определение моля вещества, можно утверждать, что в сосуде находится молей атомов.

Согласно уравнению состояния идеального газа, если в объеме находится частиц при температуре по шкале Кельвина, то давление газа должно быть равно , где — постоянная Больцмана. По определению моль вещества содержит число Авогадро структурных элементов, а произведение числа Авогадро на постоянную Больцмана равно универсальной газовой постоянной . По условию задачи сосуд является прочным и закрытым. Поэтому можно считать, что объем сосуда не зависит от давления в нем. Поскольку абсолютная температура по шкале Кельвина и заданная в условии задачи температура по шкале Цельсия подчиняются соотношению , то искомое давление идеального газа должно быть равно Па.

Ответ

Па.