Logo
Logo

Пограничное кипение

Жидкости $A$ и $B$ взаимно неравствоимы. Давление их насыщенных паров $p_i$ ($i = A$ или $B$) с хорошей точностью подчиняется закону:
$$\ln\frac{p_i}{p_0} = \frac{a_i}{T} + b_i \tag{1}$$где где $p_0 ~-$ нормальное атмосферное давление, $T ~-$ абсолютная температура пара, $a_i$ и $b_i ~-$ некоторые постоянные, зависящие от свойств жидкости. Точные значения отношений $p_i / p_0$ для жидкостей $A$ и $B$ при температурах $40^{\circ}C$ и $90^{\circ}C$ приведены в таблице:

$t, ^{\circ}C$$p_A / p_0$$p_B / p_0$
400,2840,07278
901,4760,69180

A1 Найдите температуры кипения жидкостей $A$ и $B$ при давлении $p_0$.

Жидкости $A$ и $B$ расслоились в сосуде так, как показано на рисунке. Поверхность жидкости В покрыли тонким слоем неиспаряющейся жидкости $C$, которая не растворяется в жидкостях $A$ и $B$ (и не растворяет их), что препятствует свободному испарению жидкости $B$.

Отношение молярных масс жидкостей $A$ и $B$ (в газообразном состоянии) $y = M_A/M_B = 8$. В начальный момент времени массы жидкостей $A$ и $B$ одинаковы и равны $m = 100~г$. Плотности жидкостей и высота их слоев в сосуде таковы, что в любой точке сосуда их давление можно принять не отличающимся от нормального атмосферного давления $p_0$. К системе жидкостей медленно, постояннои равномерно подводят теплоту; при этом температура $t$ в жидкостей изменяется с течением времени $\tau$ так, как схематически представлено на рисунке.

A2 Определите массы жидкостей $A$ и $B$ в момент времени $\tau_1$, и температуры $t_1$ и $t_2$, соответствующие горизонтальным отрезкам графика.
(Значения $t_1$ и $t_2$ нужно найти в виде целого числа градусов, а массы жидкостей $-$ с точностью до десятых грамма.)

Примечание: Предполагается, что пары рассматриваемых жидкостей с хорошим приближением подчиняются закону Дальтона, согласно которому давление смеси газов равно сумме парциальных давлений газов, составляющих смесь, и что в интервале давлений, соответствующих давлениям насыщенных паров, их можно рассматривать как идеальные газы.