题目
在一个密封的容器中装满了温度为373.15 K的水,一点空隙也不留,这时水的蒸气压:( )A. (C)小于101.325 kPaB. 等于101.325 kPaC. 小于101.325 kPaD. 大于101.325 kPa
在一个密封的容器中装满了温度为373.15 K的水,一点空隙也不留,这时水的蒸气压:( )
A. (C)小于101.325 kPa
B. 等于101.325 kPa
C. 小于101.325 kPa
D. 大于101.325 kPa
题目解答
答案
D. 大于101.325 kPa
解析
考查要点:本题主要考查蒸气压的概念及其在封闭系统中的变化规律,需结合液体蒸发的动态平衡和封闭环境对压力的影响进行分析。
解题核心思路:
- 蒸气压的本质:液体蒸发达到动态平衡时,蒸气分子对容器壁产生的压力。
- 封闭环境的影响:当液体完全填满容器(无空隙)时,液体蒸发产生的蒸气无法逸出,导致系统内部压力持续升高。
- 温度与压力的关系:在固定温度下,封闭系统中液体的蒸气压会超过外界大气压,以维持蒸发与液化的动态平衡。
破题关键点:
- 明确题目中“密封且无空隙”的条件,说明液体无法通过蒸发释放压力,蒸气分子只能积聚,导致压力升高。
- 温度为373.15 K(即100°C)是水的正常沸点,但此时若无空间形成气泡,蒸气压必须突破外界压力才能继续蒸发。
蒸气压的定义:
在密闭系统中,液体蒸发与液化达到动态平衡时,蒸气产生的压力称为蒸气压。此时液体蒸发速率等于液化速率。
封闭环境中的压力变化:
- 正常情况(开放系统):
当水在开放容器中加热至100°C时,蒸气压等于外界大气压(101.325 kPa),水开始沸腾,气泡形成并释放压力。 - 封闭系统(无空隙):
- 水完全填满容器,无法形成气泡空间。
- 蒸发产生的蒸气分子无法逸出,导致蒸气分子密度增大,分子碰撞容器壁的频率增加。
- 蒸气压持续升高,直至超过外界大气压(101.325 kPa),以维持蒸发与液化的动态平衡。
结论:
在密封且无空隙的容器中,水的蒸气压必须大于101.325 kPa才能继续蒸发,因此正确答案为D。