ID: 00015087
В жёстком закрытом сосуде находится влажный воздух при температуре $25\,^\circ$С. Плотность водяных паров в сосуде равна $1{,}412\cdot10^{-2}$ кг/м$^3$. Воздух в сосуде охлаждают до $16\,^\circ$С.
$t,\,^\circ$С | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
$\rho_{\text{нп}},\cdot10^{-2}$ кг/м$^3$ | 1,36 | 1,45 | 1,54 | 1,63 | 1,73 | 1,83 | 1,94 | 2,06 | 2,18 | 2,30 |
Пользуясь таблицей зависимости плотности $\rho_{\text{нп}}$ насыщенных паров воды от температуры $t$, выберите все верные утверждения о результатах этого опыта. Запишите цифры, под которыми они указаны.
1) При температуре $16\,^\circ$С пар в сосуде насыщенный.
2) Давление в сосуде уменьшается.
3) Плотность водяного пара в сосуде уменьшается.
4) Относительная влажность воздуха в сосуде при $20\,^\circ$С равна $60\%$.
5) При уменьшении температуры относительная влажность воздуха в сосуде увеличивается.
Источник: ФИПИ
Сосуд жёсткий и закрытый, поэтому при охлаждении плотность пара остаётся постоянной ($\rho_{п}=1{,}412\cdot10^{-2}$ кг/м$^3$) — ровно до тех пор, пока пар не дойдёт до насыщения. Сравниваем эту плотность с табличной $\rho_{нп}(t)$ и пользуемся $\varphi=\rho_{п}/\rho_{нп}$.
1) При $16\,^\circ$С табличное $\rho_{нп}=1{,}36\cdot10^{-2} \lt 1{,}412\cdot10^{-2}$. Пар не может быть «гуще» насыщенного — значит при $16\,^\circ$С он стал насыщенным (избыток выпадает в росу). Верно.
2) Сосуд жёсткий, газ охлаждают — давление падает (и у воздуха по Гей-Люссаку, и у пара). Верно.
3) Пока пар ненасыщенный (а это почти весь диапазон от $25\,^\circ$С вплоть до точки росы у самого конца), его плотность держится постоянной $1{,}412\cdot10^{-2}$ кг/м$^3$ — в ходе охлаждения она не уменьшается. Неверно.
4) $\varphi(20)=\dfrac{1{,}412}{1{,}73}=0{,}82=82\%$, а не $60\%$. Неверно.
5) При охлаждении $\rho_{п}$ постоянна, а $\rho_{нп}$ убывает, поэтому $\varphi=\rho_{п}/\rho_{нп}$ растёт. Верно.