ID: 00015173
Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде с поршнем равна 25 %. Объём сосуда за счёт движения поршня медленно уменьшают при постоянной температуре. В конечном состоянии объём сосуда в 5 раз 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 4 раза на стенках появляется роса.
2) Давление пара в сосуде сначала увеличивалось, а затем оставалось постоянным.
3) В конечном состоянии масса пара в сосуде такая же, как и в начальном состоянии.
4) При уменьшении объёма сосуда в 2 раза пар в нём стал насыщенным.
5) В конечном состоянии в сосуде находилась только жидкая вода.
Источник: ФИПИ
Пока пар не насыщен, при изотермическом сжатии его плотность (и давление) растёт обратно пропорционально объёму, ведь масса пара пока постоянна: $\rho=\dfrac{m}{V}$, $p\sim\dfrac{1}{V}$. Насыщение наступит, когда плотность дорастёт до плотности насыщенного пара. Сейчас влажность 25 %, то есть пара в 4 раза меньше «потолка», значит насыщение придёт, когда плотность вырастет в 4 раза — а это произойдёт при уменьшении объёма в 4 раза. После этого лишний пар начинает конденсироваться, а давление насыщенного пара при постоянной температуре больше не растёт.
1) При уменьшении объёма в 4 раза появляется роса. Именно при сжатии в 4 раза влажность достигает 100 % (пар становится насыщенным) и начинается конденсация — на стенках появляется роса. ВЕРНО.
2) Давление пара сначала росло, потом стало постоянным. До насыщения (объём от $V$ до $V/4$) пар не насыщен, $p\sim 1/V$ — давление растёт. После насыщения (от $V/4$ до $V/5$) это насыщенный пар, и его давление при неизменной температуре постоянно. ВЕРНО.
3) В конце масса пара такая же, как в начале. После насыщения дальнейшее сжатие конденсирует часть пара в воду — масса пара УМЕНЬШАЕТСЯ. Неверно.
4) При уменьшении объёма в 2 раза пар стал насыщенным. При сжатии в 2 раза влажность станет лишь $25\%\cdot 2=50\%$ — ещё не насыщен. Неверно.
5) В конце только жидкая вода. Над водой всегда остаётся насыщенный пар, так что вода и пар сосуществуют. Неверно.
Подходят утверждения 1 и 2.