ID: 00002729
В закрытом сосуде под подвижным поршнем находятся влажный воздух и немного воды. Перемещая поршень, объём сосуда медленно увеличивают при постоянной температуре. Как изменяются в этом процессе относительная влажность воздуха и концентрация пара? Известно, что в конечном состоянии в сосуде остаётся вода.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Относительная влажность определяется как:
$$\varphi = \frac{p_{\text{пара}}}{p_{\text{нас}}} = \frac{\rho_{\text{пара}}}{\rho_{\text{нас}}} = \frac{n_{\text{пара}}}{n_{\text{нас}}}$$
Давление насыщенного пара $p_{\text{нас}}$ зависит только от температуры, которая не меняется → $p_{\text{нас}} = \text{const}$.
Пока в сосуде есть жидкая вода, система находится в динамическом равновесии: при увеличении объёма дополнительные молекулы воды испаряются, пополняя пар до насыщения. Поэтому:
$$p_{\text{пара}} = p_{\text{нас}} = \text{const} \implies \varphi = 100\% = \text{const}$$
Так как $\varphi = \text{const}$ и $n_{\text{нас}} = \text{const}$ (при $T = \text{const}$), то:
$$n_{\text{пара}} = \varphi \cdot n_{\text{нас}} = \text{const}$$