Задание 9 ЕГЭ по физике: Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде с поршнем… | Global EE
№2. Задание 9
ID: 00002722
Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде с поршнем равна 50%. Объём сосуда за счёт движения поршня медленно уменьшают при постоянной температуре. В конечном состоянии объём сосуда в 3 раза меньше начального. Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Запишите цифры, под которыми они указаны.
1) При уменьшении объёма сосуда в 1,5 раза на стенках появляется роса.
2) Давление пара в сосуде все время увеличивается.
3) В конечном состоянии масса пара в сосуде меньше, чем в начальном состоянии.
4) При уменьшении объёма сосуда в 2 раза пар в нём стал насыщенным.
5) В конечном состоянии весь пар в сосуде сконденсировался.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
\varphi_0 = 50\%, T = \text{const}, V_\text{кон} = V_0/3
Найти:
верные утверждения
Решение:
При изотермическом сжатии ненасыщенного пара его давление растёт обратно пропорционально объёму (закон Бойля–Мариотта) до достижения давления насыщенного пара p_\text{нас}(T).
Насыщение наступает при p = p_\text{нас}, т.е. когда \varphi = p/p_\text{нас} = 100\%. Начальное давление пара p_0 = 0{,}5\, p_\text{нас}. При изотермическом сжатии:
p = p_0 \cdot \frac{V_0}{V} = 0{,}5\,p_\text{нас} \cdot \frac{V_0}{V}
Насыщение при p = p_\text{нас}: V_\text{нас} = 0{,}5\,V_0 — при уменьшении объёма в 2 раза.
Утверждение 1 — неверное. При V = V_0/1{,}5: \varphi = 1{,}5 \cdot 50\% = 75\% \lt 100\%. Конденсации нет, роса не появляется.
Утверждение 2 — неверное. Давление растёт только до V = V_0/2, затем при дальнейшем сжатии пар конденсируется и p = p_\text{нас}(T) = \text{const}.
Утверждение 3 — верное. При V \lt V_0/2 часть пара конденсируется в жидкость, масса газообразного пара уменьшается.
Утверждение 4 — верное. При V = V_0/2: \varphi = 100\% — пар насыщен.
Утверждение 5 — неверное. При V = V_0/3 давление пара равно p_\text{нас}(T) \gt 0 — часть пара остаётся в газовой фазе (насыщенный пар всегда присутствует над жидкостью).
