Question

【题目】有一体积为22.4L的密闭容器，充有温度、压强3atm的空气和饱和水汽，并有少量的水。今保持温度不变，将体积加倍，压强变为2atm，底部的水恰好消失，试问：是多少？若保持温度不变，体积增为最多体积的4倍，试问：这时容器内的压强是多少？容器内水和空气的物质的量各是多少？设饱和水汽可看作是理想气体。

Answer 1

【答案】；容器内空气的摩尔数为； 容器内水和水汽的总摩尔数为。

【解析】

设初态、中态和末态中空气分压强分别为，，；初态、中态中的水汽均为温度的饱和汽，设饱和水汽压为；末态中的水汽为温度的未饱和汽，水汽分压为。若末态气体的压强为p，则有

，，。

从初态变为中态的过程中，空气质量未变而水汽质量增加，对空气分压可用玻意尔定律，有

，

得，

故，，。

从中态变为末态的过程，水汽和空气的总质量不变，应用玻意耳定律，有

，

得。

容器内空气的摩尔数为，

末态时空气和水汽的总摩尔数为

，

故容器内水和水汽的总摩尔数为

。