Question

【題目】有一體積為22.4L的密閉容器，充有溫度、壓強3atm的空氣和飽和水汽，并有少量的水。今保持溫度不變，將體積加倍，壓強變為2atm，底部的水恰好消失，試問：是多少？若保持溫度不變，體積增為最多體積的4倍，試問：這時容器內的壓強是多少？容器內水和空氣的物質的量各是多少？設飽和水汽可看作是理想氣體。

Answer 1

【答案】；容器內空氣的摩爾數為； 容器內水和水汽的總摩爾數為。

【解析】

設初態、中態和末態中空氣分壓強分別為，，；初態、中態中的水汽均為溫度的飽和汽，設飽和水汽壓為；末態中的水汽為溫度的未飽和汽，水汽分壓為。若末態氣體的壓強為p，則有

，，。

從初態變為中態的過程中，空氣質量未變而水汽質量增加，對空氣分壓可用玻意爾定律，有

，

得，

故，，。

從中態變為末態的過程，水汽和空氣的總質量不變，應用玻意耳定律，有

，

得。

容器內空氣的摩爾數為，

末態時空氣和水汽的總摩爾數為

，

故容器內水和水汽的總摩爾數為

。