Номер 2, страница 242 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Обсудить в классе. Параграф 72. Давление насыщенного пара. Глава 11. Взаимные превращения жидкостей и газов - номер 2, страница 242.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Таблицы зависимости давления насыщенного пара от температуры составляют потому, что для каждого вещества давление его насыщенного пара является однозначной функцией, зависящей только от температуры. Это уникальное свойство связано с тем, что насыщенный пар находится в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью (или твердой фазой). В замкнутой системе при заданной температуре $T$ устанавливается определенное давление $P_{нас}$, при котором число молекул, покидающих жидкость (испарение), равно числу молекул, возвращающихся в нее (конденсация). Если изменить объем системы при постоянной температуре, то часть жидкости испарится или часть пара сконденсируется, но давление останется неизменным, равным давлению насыщенного пара для данной температуры. Эта зависимость $P_{нас}(T)$ не описывается простой универсальной формулой и определяется экспериментально для каждого вещества, поэтому ее удобно представлять в виде таблиц или графиков для практического использования.

В отличие от насыщенного пара, состояние произвольной массы газа описывается уравнением состояния. В модели идеального газа это уравнение Менделеева-Клапейрона: $PV = \nu RT$ где $P$ — давление, $V$ — объем, $\nu$ — количество вещества (число молей), $R$ — универсальная газовая постоянная, а $T$ — абсолютная температура.

Из этой формулы видно, что давление газа $P = \frac{\nu RT}{V}$ зависит не только от температуры $T$, но и от двух других независимых параметров: количества вещества $\nu$ и занимаемого им объема $V$. При одной и той же температуре газ может иметь практически любое давление — достаточно изменить его объем или количество. Например, если при постоянной температуре уменьшить объем газа в два раза, его давление увеличится вдвое (закон Бойля-Мариотта). Таким образом, не существует однозначной зависимости давления газа только от температуры. Составление таблицы было бы бессмысленно, так как для каждой температуры пришлось бы указывать бесконечное множество значений давления, соответствующих всем возможным комбинациям объема и количества вещества. Вместо бесполезных таблиц для расчета давления газа при известных параметрах ($T, V, \nu$) используют соответствующее уравнение состояния.

Ответ: Давление насыщенного пара для конкретного вещества зависит только от температуры, и эта зависимость является сложной нелинейной функцией, которую удобно представлять в виде таблицы. Давление же газа зависит не только от температуры, но также от объема и количества вещества, поэтому составить единую таблицу зависимости давления от температуры невозможно; вместо этого для расчетов используется уравнение состояния газа.