Если в замкнутый сосуд в виде цилиндра объёмом 100 литров налить воды, пусть 1 литр, разместить сосуд вертикально, а в

Question

В нижней части на дне разместить электрод, способный разогреваться до 1000 градусов на открытом воздухе при +20 воздуха, то до какого максимального значения может поднятся давление в этом сосуде при полной термоизоляции этого сосуда от окружающей среды?

Answer 1

Для решения этой задачи нам понадобится уравнение состояния идеального газа:
 
pV = nRT
 
где:
p - давление газа
V - объем газа
n - количество вещества газа, выраженное в молях
R - универсальная газовая постоянная (8, 314 Дж/ (моль·К)
T - температура газа, выраженная в Кельвинах
 
Для начала, определим количество вещества (n) воды, залитой в сосуд:
 
n = m/M
 
где:
m - масса воды, равная 1 кг (так как 1 л воды имет массу 1 кг при нормальных условиях)
M - молярная масса воды, равная 18 г/моль
 
n = 1000 г / 18 г/моль = 55, 56 моль
 
Так как сосуд термоизолирован, то мы можем считать, что происходит изохорный процесс (объем газа не меняется) , следовательно, уравнение состояния можно переписать в виде:
 
p = (nR/ V) T
 
Для расчёта максимального давления необходимо найти температуру (T) , которую может достичь вся вода в сосуде при нагревании электродом, добавив энергию:
 
Q = mc