1. Aby rozwiązać tego typu zadania, musimy skorzystać z równania Clapeyrona. Równanie to obrazuje zależności między ilością gazu (w molach), objętością a warunkami (ciśnieniem i temperaturą):
p ∙ V = n ∙ R ∙ T, gdzie:
n — liczba moli gazu
P — ciśnienie [hPa]
V — objętość [dm3]
R — stała gazowa
T — temperatura [K]
2. Para wodna to woda w stanie gazowym. Musimy obliczyć masę molową jednej cząsteczki wody (czyli dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu), a następnie przyrównać tę wartość do 1,5 kg pary. Obliczamy w ten sposób liczbę moli n.
mH2O = 2 ∙ 1 + 16 = 18 g/mol = 0,018 kg/mol
1 mol — 0,018 kg
x — 5 kg
x = 5 ∙ 1 : 0,018 = 277,78 [mol]
2. Znane wartości należy podstawić do równania Clapeyrona. Warunki normalne od standardowych różnią się temperaturą. W obu przypadkach ciśnienie wynosi 1013 hPa, stała gazowa R oraz liczba moli n pozostają bez zmian. W warunkach normalnych temperatura wynosi 273 K, a w standardowych 298 K.
Dane z zadania pozwolą nam na policzenie liczby moli w warunkach standardowych i normalnych.
∙ Warunki standardowe:
p = 1013 hPa
R = 83,1 hPa ∙ dm3mol ∙ K
n = 277,78
T = 298 K
pV = nRT
1013 ∙ V = 277,78 ∙ 83,1 ∙ 298
1013 ∙ V = 6878888,36 / : 1013
V = 6791 [dm3]
∙ Warunki normalne:
p = 1013 hPa
R = 83,1 hPa ∙ dm3mol ∙ K
n = 277,78
T = 273 K
pV = nRT
1013 ∙ V = 277,78 ∙ 83,1 ∙ 273
1013 ∙ V = 6301800,4 / : 1013
V = 6220,9 [dm3]