p = 2,34 kPa = 23,4 hPa
V = 4 m • 3 m • 2,5 m = 30 m3 = 30000 dm3
T = 20°C = 293 K
pV = nRT
23,4 • 30000 = n • 83,1 • 293
702000 = 24348,3 • n / : 24348,3
n = 28,8 [mol]
mH2O = 18 g/mol
1 mol — 18 g
28,8 mol — x
x = 28,8 • 18 : 1 = 518,4 [g]
70% z 518,4 g = 70% • 518,4 g : 100% = 362,9 g
Odpowiedź: W opisanym pomieszczeniu znajduje się 362,9 g pary wodnej.
Krok 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]
Krok 2: Musimy dopasować jednostki do tych, które potrzebne są we wzorze. Stąd temperaturę w stopniach Celsjusza należy przeliczyć na temperaturę w Kelwinach (0 stopni Celsjusza = 273 K), a ciśnienie w kPa na hPa (1 kPa = 10 hPa). Dodatkowo obliczamy objętość pomieszczenia mnożąc jego boki – wynik przeliczamy na decymetry sześcienne (1 m3 to 1000 dm3).
p = 2,34 kPa = 23,4 hPa
V = 4 m • 3 m • 2,5 m = 30 m3 = 30000 dm3
T = 20°C = 293 K
Krok 3: Wszystkie dane podstawiamy do wzoru i rozwiązujemy równanie.
pV = nRT
23,4 • 30000 = n • 83,1 • 293
702000 = 24348,3 • n / : 24348,3
n = 28,8 [mol]
Krok 4: Para wodna to po prostu woda (H2O). Obliczamy masę jednego mola wody. Masy poszczególnych pierwiastków znajdziesz w tabeli pierwiastków chemicznych.
mH2O = 2 • 1 + 16 = 18 [g/mol]
Obliczoną ilość moli (28,8) przeliczamy na gramy.
1 mol — 18 g
28,8 mol — x
x = 28,8 • 18 : 1 = 518,4 [g]
Krok 5: Uwzględnienie wilgotności względnej (70%). Jest to stosunek ilości wody w powietrzu do maksymalnej ilości hipotetycznej w danych warunkach.
70% z 518,4 g = 70% • 518,4 g : 100% = 362,9 g