Как изменится давление водяного пара при уменьшении его объема в 2 раза при постоянной температуре? Выберите два верных утверждения.
1) Если в сосуде находится ненасыщенный пар, его давление уменьшится.
2) Если в сосуде находится насыщенный пар, его давление увеличится.
3) Если в сосуде находится ненасыщенный пар с влажностью более 60%, его давление сначала увеличится, затем перестанет изменяться.
4) Давление пара при постоянной температуре увеличится в любом случае.
5) Если в сосуде находится насыщенный пар, его давление не изменится.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

\[\begin{array}{|c|c|} \hline \text{ A }&\text{ Б }\\ \hline &\\ \hline \end{array}\]

Показать решение

1) Если в сосуде находится ненасыщенный пар и уменьшают объем, то давление увеличивается в 2 раза, т.к. уменьшается объем в 2 раза (пользуемся формулой Менделеева - Клапейрона: \(PV = \nu RT\) ).
2) Если в сосуде находится насыщенный пар и уменьшают объем, то давление не изменяется, т.к. часть молекул конденсируется в воду.
3) Если в сосуде находится ненасыщенный пар с влажностью более 60%, его давление сначала увеличится, затем перестанет изменяться, когда водяной пар достигнет влажности \(100 \%\).
4) Если пользоваться формулой Менделеева - Клапейрона \(PV = \nu RT\), то можно понять, что это суждение неверное.
5) Если в сосуде находится насыщенный пар и уменьшают объем, то давление не изменяется, т.к. часть молекул конденсируется в воду.

Ответ: 35

Задание 9 #10710

Какие приборы используют для измерения относительной влажности воздуха?
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
1) гигрометр
2) динамометр
3) психрометр
4) осциллограф \[\begin{array}{|c|c|} \hline \text{ A }&\text{ Б }\\ \hline &\\ \hline \end{array}\]

Показать решение

Для изучения влажности воздуха используют гигрометр и психрометр.

Ответ: 13

Задание 10 #10295

В сосуде под поршнем находится вода и водяной пар. Объём сосуда медленно изотермически увеличивают, при этом в сосуде еще остается вода. Как изменяются при этом масса пара и его давление?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

\[\begin{array}{|c|c|} \hline \text{ Масса пара}&\text{ Давление пара}\\ \hline &\\ \hline \end{array}\]

Показать решение

1) В закрытом сосуде, когда есть вода и водяной пар. Жидкая и газообразная фаза находится в динамическом равновесии, то есть пар всегда насыщенный. Так как объем увеличивается, то вода будет испаряться и масса пара увеличивается. Масса пара – 1
2) Пар в данном процессе всегда остается насыщенным, следовательно давление насыщенных паров остается неизменным. Давление – 3

Ответ: 13

Задание 11 #10535

В герметично закрытом сосуде относительная влажность воздуха равна 68% при температуре 43 \(^\circ\)C. После впрыскивают ещё немного воды и и дожидаются установления в сосуде теплового равновесия. Выберите два верных утверждения, описывающих этот процесс. Давление насыщенного пара при температуре 43 \(^\circ\)C равно 8,6 кПа.
1) Если вода начала конденсироваться, то относительная влажность воздуха стала больше 100%.
2) Абсолютная влажность воздуха изначально была равна 0,2 кг/м\(^3\).
3) Парциальное давление водяных паров увеличилось.
4) Концентрация водяных паров увеличилась.
5) Относительная влажность воздуха уменьшилась.

Показать решение

1) \(\color{red}{\small \text{Неверно}}\)
Относительная влажность воздуха не может быть больше 100%
2) \(\color{red}{\small \text{Неверно}}\)
Абсолютная влажность воздуха – это плотность водяного пара в воздухе, который мы можем высчитать по уравнению Менделеева-Клапейрона: \[p=p_\text{нас}\varphi\] \[pV=\dfrac{m}{\mu}RT\] \[p=\dfrac{\rho}{\mu}RT\] \[\rho=\dfrac{p_\text{нас}\varphi\mu}{RT}=\dfrac{8,6\cdot 10^3\text{ Па}\cdot 0,68 \cdot 18 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}}{8,31 \dfrac{\text{Дж}}{\text{моль}\cdot\text{К}}\cdot (273+43)\text{ К}}=0,002\text{ кг/м}^3\]
3) \(\color{green}{\small \text{Верно}}\)
Чем больше молекул воды, тем больше концентрация, следовательно выше давление: \[n=\dfrac{N}{V}\] \[p=nKT\]
4) \(\color{green}{\small \text{Верно}}\)
Смотрите пункт 3.
5) \(\color{red}{\small \text{Неверно}}\)
Так как увеличивается давление водяных паров при неизменной температуре, увеличивается относительная влажность воздуха.

Ответ: 34

Задание 12 #10534

В закрытом сосуде измерили относительную влажность воздуха, которая была равна 90% при температуре 100 \(^\circ\)C. Выберите два верных утверждения, описывающих эту ситуацию.
1) Для того, чтобы выпала роса, нужно, не изменяя температуры, повысить давление в сосуде на 10 кПа и более.
2) Если уменьшить объем в два раза, то концентрация водяных паров увеличится в два раза.
3) Если понизить температуру на 10 \(^\circ\)C и больше, масса водяных паров уменьшится.
4) Если увеличить объем, то плотность водяных паров станет больше.
5) Если понизить температуру на 10 \(^\circ\)C и больше, масса водяных паров увеличится.

Показать решение

1) \(\color{green}{\small \text{Верно}}\)
Давление насыщенного пара при температуре 100 \(^\circ\)C равно 100 кПа, а давление водяных паров в данном случае равно 90 кПа, тогда для выпадения росы нужно повысить давление на \(100-90=10\) кПа.
2) \(\color{red}{\small \text{Неверно}}\)
Если мы уменьшаем объем в два раза, то и давление должно уменьшится в два раза, но больше давления насыщенного пара оно не может быть. Тогда проследим зависимость давления и концентрации: \[p=nKT\] Выходит, на сколько давление увеличилось, на столько и концентрация увеличится.
3) \(\color{green}{\small \text{Верно}}\)
Если понизить температуру, выпадет роса, тогда количество воды в воздухе сократится.
4) \(\color{red}{\small \text{Неверно}}\)
Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона: \[pV=\dfrac{m}{\mu}RT\] \[p=\dfrac{\rho}{\mu}RT\] Значит, чем меньше давление, тем меньше плотность. Но, когда мы увеличиваем объем, давление падает.
5) \(\color{red}{\small \text{Неверно}}\)
Смотрите пункт 3.

Ответ: 13

Задание 13 #10533

В комнатах \(A\) и \(B\) измерили давление водяного пара. Выберите два верных утверждения, соответствующих данной ситуации.
1) В комнате \(B\) наблюдается конденсация пара.
2) В комнате \(A\) относительная влажность больше, чем в комнате \(B\).
3) В комнате \(B\) абсолютная влажность пара равна 0,54 кг/м\(^3\).
4) Для выделения росы в комнате \(B\) нужно понизить температуру на 15 \(^\circ\)C.
5) Чтобы в комнате \(A\) сконденсировалась половина водяного пара, нужно повысить давление в 3 раза.

Показать решение

1) \(\color{red}{\small \text{Неверно}}\)
В комнате \(B\) не насыщенный пар, тогда конденсация наблюдаться не может.
2) \(\color{green}{\small \text{Верно}}\)
В комнате \(A\) относительная влажность равна 100%, что можно видеть на графике. В комнате \(B\) же влажность меньше.
3) \(\color{red}{\small \text{Неверно}}\)
Абсолютная влажность воздуха – это плотность водяного пара в воздухе, который мы можем высчитать по уравнению Менделеева-Клапейрона: \[pV=\dfrac{m}{\mu}RT\] \[p=\dfrac{\rho}{\mu}RT\] \[\rho=\dfrac{p\mu}{RT}=\dfrac{4\cdot 10^4\text{ Па} \cdot 18 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}}{8,31 \dfrac{\text{Дж}}{\text{моль}\cdot\text{К}}\cdot (273+90)\text{ К}}=0,24\text{ кг/м}^3\]
4) \(\color{green}{\small \text{Верно}}\)
Точка росы — это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. По графику действительно видно, что для выделения росы нужно понизить температуру на 15 \(^\circ\)C.
5) \(\color{red}{\small \text{Неверно}}\)
Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона: \[pV=\dfrac{m}{\mu}RT\] Из уравнения видно, что давление и масса имеют прямую зависимость, тогда если объем уменьшить в 2 раза, уменьшится в это же количество раз масса.

Ответ: 24

Задание 14 #10531

В цилиндрический сосуд, герметично закрытый подвижным поршнем, впрыснули некоторое количество воды, после чего сдвинули поршень и дождались установления в сосуде теплового равновесия. Выберите два верных утверждения, описывающих этот процесс.
1) Если в этот же сосуд добавить некоторое количество гелия, то относительная влажность увеличится.
2) Если давление водяных паров при температуре 95\(^\circ\) равно 71 кПа, то абсолютная влажность равна 0,42 кг/м\(^3\).
3) Если при температуре 100\(^\circ\) и давлении 50 кПа уменьшить в 4 раза объем, то масса водяного пара уменьшится в 2 раза.
4) Если относительная влажность воздуха равна 84% при температуре 100\(^\circ\), то масса (на литр) водяных паров равна 182 мг.
5) Если уменьшить объем в 5 раз, а давление увеличится в 4, то в начальный момент времени относительная влажность была равна 20%.

Показать решение

1) \(\color{red}{\small \text{Неверно}}\)
Относительная влажность зависит только от давления насыщенного пара и паров воды в воздухе, от других газов она не зависит.
2) \(\color{green}{\small \text{Верно}}\)
Абсолютная влажность воздуха – это плотность водяного пара в воздухе, который мы можем высчитать по уравнению Менделеева-Клапейрона: \[pV=\dfrac{m}{\mu}RT\] \[p=\dfrac{\rho}{\mu}RT\] \[\rho=\dfrac{p\mu}{RT}=\dfrac{71\cdot 10^3\text{ Па} \cdot 18 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}}{8,31 \dfrac{\text{Дж}}{\text{моль}\cdot\text{К}}\cdot (273+95)\text{ К}}=0,42\text{ кг/м}^3\]
3) \(\color{green}{\small \text{Верно}}\)
Так как объем уменьшился в 4 раза, а макисмальное давление насыщенного пара равно 100 кПа, то давление может увеличитсья только в 2 раза. Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона: \[pV=\dfrac{m}{\mu}RT\] Из уравнения видно, что давление и масса имеют прямую зависимость, тогда если давление не можем уменьшить в 2 раза, уменьшится в это же количество раз масса.
4) \(\color{red}{\small \text{Неверно}}\)
Воспользуемся уравнением Менделеева-Клапейрона: \[pV=\dfrac{m}{\mu}RT\] Для того, чтобы узнать давление, распишем относительную влажность: \[\varphi=\dfrac{p}{p_\text{нас}}\] \[p=p_\text{нас}\varphi\] Подставим давление в уравнение: \[m=\dfrac{p_\text{нас}\varphi V\mu}{RT}=\dfrac{100 \cdot 10^3 \text{ Па}\cdot 0,84\cdot 10^{-3} \text{ м}^3 \cdot 18 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}}{8,31 \dfrac{\text{Дж}}{\text{моль}\cdot\text{К}}\cdot (273+100)\text{ К}}=488\text{ мг}\]
5) \(\color{red}{\small \text{Неверно}}\)
Если давление увеличилось только в 4 раза, значит, оно достигло значение давления насыщенного пара. Тогда в начальный момент времени влажность была равна: \(\dfrac{100}{4}=25\%\).

Ответ: 23

1 2 3