Влажность — Задание 10 ЕГЭ по физике №00016522

Идея

Раз на стенках есть роса (жидкая вода) и она не пропадает, значит пар над ней всё время насыщенный — и до нагрева, и после. А у насыщенного пара и давление, и концентрация молекул жёстко привязаны к температуре: чем теплее, тем «гуще» насыщенный пар.

Считаем

1) Концентрация молекул водяного пара. Пар насыщенный, поэтому его концентрация равна концентрации насыщенного пара при данной температуре. При нагреве часть росы испаряется, давление и плотность насыщенного пара растут. Концентрацию можно записать как

$$n=\frac{p_{\text{нас}}}{kT}.$$

Давление насыщенного пара $p_{\text{нас}}$ с ростом температуры увеличивается очень быстро — заметно быстрее, чем сама $T$. Поэтому отношение растёт, и концентрация молекул пара увеличивается.

2) Относительная влажность. Это отношение давления пара к давлению насыщенного пара при той же температуре: $\varphi=\dfrac{p}{p_{\text{нас}}}$. Пока есть роса, пар насыщен, то есть $p=p_{\text{нас}}$, и влажность равна $100\%$. После нагрева роса осталась — пар снова насыщенный, влажность снова $100\%$. Значит относительная влажность не изменяется.

Ответ

Концентрация молекул пара — увеличивается (1), относительная влажность — не изменяется (3). Получаем 13.