в сосуде под поршнем находится влажный воздух с относительной влажностью 60 процентов какой будет
В сосуде под поршнем находится влажный воздух с относительной влажностью 60 процентов какой будет
Источник задания: Решение 2445. ЕГЭ 2016. Физика. Лукашева Е. В. Типовые тестовые задания.
Задание 10. В сосуде под поршнем находится влажный воздух с относительной влажностью 60%. Какой будет относительная влажность воздуха в сосуде, если его объем изотермически увеличить в 2 раза?
Формула относительной влажности воздуха имеет вид
,
где 
— концентрация пара в сосуде; 
— концентрация насыщенного пара при той же температуре (эта величина зависит только от температуры в сосуде). Так как в описанном физическом процессе температура не меняется (изотермический процесс), то величина остается постоянной.
Известно, что изначально, относительная влажность составляла 60%, т.е.
.
При увеличении объема концентрация начинает уменьшаться. Если объем увеличился в 2 раза, то и концентрация уменьшилась в 2 раза, и становится равной
,
то есть относительная влажность воздуха становится равной 30%.
В сосуде под поршнем находится влажный воздух с относительной влажностью 60 процентов какой будет
В закрытом сосуде с температурой 
находится влажный воздух с относительной влажностью воздуха 60% и давлением 100 кПа. Газ изотермически сжали так, что объем стал в 2,5 раза меньше. Во сколько раз нужно увеличить абсолютную температуру газа, не изменяя объема, чтобы получилось такое же конечное давление в сосуде?
Влажный воздух представляет собой смесь воздуха и водяных паров. Так как температура воздуха 
то давление насыщенного водяного пара равно 100 кПа, в данном случае – давлению влажного воздуха р.
По закону Дальтона давление газа в сосуде равно сумме парциальных давлений: 
Из формулы относительной влажности воздуха следует, что давление пара 
Откуда давление сухого воздуха в сосуде 
После изотермического сжатия водяной пар стал насыщенным, его давление стало равным давлению насыщенного пара. Давление сухого воздуха при изотермическом сжатии в 2,5 раза увеличилось в 2,5 раза по закону Бойля-Мариотта 
Тогда давление влажного воздуха в сосуде стало 
Таким образом, 
При изохорном нагревании по закону Шарля 
Откуда:
Значит, абсолютную температуру воздуха нужно увеличить в 2 раза.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: уравнение Клапейрона—Менделеева; относительной влажности; закон Дальтона; II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи); III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3 | |||||||||||||
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и ). В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и(или) преобразования/вычисления не доведены до конца. Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка | 2 | |||||||||||||
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа. В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. В сосуде под поршнем находится влажный воздух с относительной влажностью 60 процентов какой будетВ сосуде под поршнем находится влажный воздух с относительной влажностью 60% при постоянной температуре 100 °С. В начальном состоянии его давление составляет Давление влажного воздуха равно сумме парциальных давлений воздуха
При температуре 100 °С давление насыщенных водяных паров равно При уменьшении объёма в
|
Определите, во сколько k раз нужно уменьшить объём в сосуде, чтобы давление возросло в 3 раза?
и водяного пара 
:
раз парциальное давление воздуха по закону Бойля — Мариотта увеличивается в 
при T = const и 
= const при уменьшении объёма давление (p) увеличивается. В сосуде с насыщенным водяным паром при уменьшении объёма будет происходить конденсация пара 
Следовательно, давление в сосуде будет оставаться прежним (p = const).
