Влажность

Задание №10. МКТ и Термодинамика. Установление Соответствия

№2. Задание 10

ID: 00002727

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 подберите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась

2) уменьшилась

3) не изменилась

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Рисунок к заданию 10 ЕГЭ по физике — Влажность

Источник: ФИПИ

Решение

Поскольку в сосуде одновременно присутствуют вода и водяной пар, пар является насыщенным. Относительная влажность при этом равна 100%:

$\varphi = \frac{p}{p_{\text{нас}}} \cdot 100\% = 100\%$

Давление насыщенного пара зависит только от температуры:

$p_{\text{нас}} = f(T)$

Так как процесс изотермический ( $T = \text{const}$ ), давление насыщенного пара остаётся постоянным, а значит, и давление водяного пара не изменяется:

$p = p_{\text{нас}} = \text{const}$

Запишем уравнение Менделеева–Клапейрона для водяного пара:

$pV = \frac{m}{\mu} R T$

Выражаем массу пара:

$m = \frac{p \mu V}{R T}$

При изотермическом расширении $p = \text{const}$ , $T = \text{const}$ , $\mu = \text{const}$ , $R = \text{const}$ , но объём $$V$$ увеличивается. Поскольку вода ещё не испарилась полностью, она продолжает испаряться, поддерживая $\varphi = 100\%$ . Следовательно, масса пара увеличивается:

$m \propto V \Rightarrow m \text{ увеличивается}$

Вывод: давление пара не изменяется; масса пара увеличивается.

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «Влажность» (8)