Задание 10 ЕГЭ по физике: В закрытом сосуде постоянного объёма при комнатной температуре… | Global EE
№2. Задание 10
ID: 00004190
В закрытом сосуде постоянного объёма при комнатной температуре находится воздух, содержащий ненасыщенный водяной пар. Температуру воздуха увеличили на 20 К. Как изменились при этом концентрация молекул воды и относительная влажность воздуха в сосуде?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
Закрытый сосуд постоянного объёма V = \text{const}; исходно пар насыщенный; температура увеличена на \Delta T = 20 К.
Найти:
Как изменились концентрация молекул воды n и относительная влажность \varphi?
Решение:
Концентрация молекул воды — это отношение числа молекул воды (в любом агрегатном состоянии) к объёму:
n = \frac{N_{\text{вода}}}{V}
Сосуд закрытый, поэтому молекулы воды не могут покинуть сосуд. Объём постоянный. Следовательно, концентрация молекул воды не изменяется.
Относительная влажность определяется как:
\varphi = \frac{p}{p_{\text{нас}}}
где p — давление водяного пара в сосуде, p_{\text{нас}} — давление насыщенного пара при данной температуре. В сосуде нет жидкой воды (по условию — только водяной пар), поэтому при нагреве число молекул пара не меняется. При постоянном объёме давление пара p остаётся постоянным. Однако давление насыщенного пара p_{\text{нас}} с ростом температуры увеличивается. Поэтому:
\varphi = \frac{p}{p_{\text{нас}}} \Rightarrow \varphi \text{ уменьшается}Ответы: концентрация молекул воды — не изменилась (1); относительная влажность — уменьшилась (2).
