Молекулярная физика

Относительная влажность вычисляется по формуле: \[\phi=\dfrac{p}{p_\text{ н}}\] где \(p\) – парциальное давление паров, \(p_\text{н}\) – парциальное давление насыщенных паров. При увеличении температуры давление насыщенных паров возрастает, следовательно, относительная влажность уменьшается.
Из уравнения Менделеева – Клапейрона получаем: \[pV=\dfrac{m}{\mu}RT \Rightarrow \rho =\dfrac{p\mu}{RT}\] При увеличении температуры плотность водяных паров в комнате уменьшается.

Ответ:

Рассмотрим каждый из сосудов по отдельности.
Сосуд с влажным воздухом, так как вода не испарилась полностью, то пар остался насыщенным, а его давление не изменилось, в координатах \(pV\) соответствует прямой линии.
Сосуд с сухим воздухом подчиняется закону Бойля–Мариотта \(pV=const\), следовательно, графиком будет ветка гиперболы, а давление уменьшится в 2 раза.

Ответ:

1. По первому закону термодинамики \[Q=\Delta U+A, \quad (1)\] где \(\Delta U\) – изменение внутренней энергии, \(A\) – работа газа.
Внутренняя энергия равна \[U=\dfrac{3}{2}\nu R T,\quad (2)\] где \(\nu\) – количество газа, \(T\) – температура газа.
А давление можно найти по формуле: \[p=nkT \quad (3)\] 2. Процесс 1–2.
Концентрация постоянна, давление увеличивается, значит, и температура увеличивается (формула (3)). По объединенному газовому закону \(\dfrac{pV}{T}=const\) объем будет постоянен. Так как объем постоянен, то работа газа равна 0, а из-за увеличения температуры увеличивается и внутренняя энергия, значит, газ получает некоторое количество теплоты.
Процесс 2–3
Давление постоянно, концентрация уменьшается, по формуле (3) температура увеличивается, значит, увеличивается и внутренняя энергия. По объединенному газовому закону \(\dfrac{pV}{T}=const\) объем будет увеличиваться, а значит работа газа положительна. По формуле (1 ) \(Q>0\).

Ответ:

Проанализируем процессы:
1–2: Процесс изохорный, по закону Шарля \(\dfrac{p}{T}=const\), температура увеличилась в 3 раза, значит и давление увеличилось в 3 раза.
2–3: Процесс изобарный, по закону Гей–Люсака \(\dfrac{V}{T}=const\) и объем и температура увеличились в 2 раза.
3–4: В процессе 3–4 газ изохорно уменьшил свою абсолютную температуру и давление в 3 раза.
4–1: Газ вернулся в первоначальное состояние Перестроим график цикла в координатах p–V (см. рисунок).

Работа газа в процессе 2–3 равна \[A_{23}=p\Delta V=3p_(2V_0-V_0)=3p_0V_0\] Работа внешних сил в процессе 4–1 равна \[|A_{41}|=p\Delta V=p_0(2V_0-V_0)=p_0V_0\] Значит работа газа в процессе 2–3 в 3 раза больше работы внешних сил в процессе 4–1.

Ответ:

1) Масса жидкости в сосуде будет уменьшаться.
2) Так как вода и пар находятся в сосуде длительное время. то пар становится насыщенным (относительная влажность равна 100%)
3) При выдвигании поршня из сосуда объем изотермически увеличили, а значит давление пара уменьшилось, но так как процесс изотермический, то давление насыщенных паров не изменилось. Так как относительная влажность находится по формуле: \[\phi=\dfrac{p}{p_\text{н.п.}}\cdot 100\%\] где \(p\) – давление пара, \(p_\text{н.п.}\) – давление насыщенных паров, то влажность должна уменьшиться, но так как в сосуде находится некоторое количество воды, то оно будет испаряться до тех пор, пока влажность не станет вновь 100%

Ответ:

1) Так как вода и пар находятся в сосуде длительное время, то пар становится насыщенным (относительная влажность равна 100%)
2) При выдвигании поршня из сосуда объем изотермически увеличили, значит, давление пара уменьшилось, но так как процесс изотермический, то давление насыщенных паров не изменилось. Так как относительная влажность находится по формуле: \[\phi=\dfrac{p}{p_\text{н.п.}}\cdot 100\%\] где \(p\) – давление пара, \(p_\text{н.п.}\) – давление насыщенных паров, то влажность должна уменьшиться.
3) Так как положение поршня неизменно, то нагревание изохорное, значит, давление паров увеличивается, но плотность водяного пара остается неизменной, при этом плотность насыщенных паров увеличивается, что означает, что относительная влажность уменьшится.

Ответ:

1) В зимнее время года абсолютная влажность воздуха меньше, чем в летнее, значит, и воздух, проникая в дом, зимой будет снижать относительную влажность в доме, а в летний период наоборот будет повышать.
2)Значит, в зимнее время года хлеб будет высыхать быстрее, а в летнее хлеб будет быстрее плесневеть. Значит, куски хлеба лежали в летнее время.

Ответ: