Влажность — Задание 23 ЕГЭ по физике №00018650
Влажность
№2. Задание 23
ID: 00018650

Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
$V=35$ л $=0{,}035\ \text{м}^3$; $\;t=20\,^\circ\text{C}$, то есть $T=293$ К; $\;\varphi=42\%=0{,}42$; $\;M=0{,}018\ \text{кг/моль}$ (вода); $\;R=8{,}31\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{моль}\cdot\text{К}}$. Из таблицы при $20\,^\circ\text{C}$: $p_{\text{нп}}=2{,}33\ \text{кПа}=2330\ \text{Па}$.
Найти:
$m$ — массу водяного пара в сосуде.
Решение:
Представь сырой подвал. Воздух может удержать в себе только определённое число «капелек» пара — это как стакан, у которого есть край: налил доверху — больше не влезет, лишнее выльется. «Доверху налитый стакан» — это насыщенный пар, его давление $p_{\text{нп}}$ зависит только от температуры (его и берём из таблицы). А относительная влажность $\varphi$ показывает, насколько стакан полон: $42\%$ — значит заполнен меньше чем наполовину.
Относительная влажность по определению — отношение реального (парциального) давления пара $p$ к насыщенному при той же температуре:
$$\varphi=\frac{p}{p_{\text{нп}}}\;\Rightarrow\; p=\varphi\,p_{\text{нп}}=0{,}42\cdot 2330=978{,}6\ \text{Па}.$$
Сам водяной пар — это газ, для него работает уравнение Менделеева — Клапейрона $pV=\dfrac{m}{M}RT$. Выражаем массу:
$$m=\frac{p\,V\,M}{R\,T}.$$
Подставляем числа (температуру обязательно в кельвинах):
$$m=\frac{978{,}6\cdot 0{,}035\cdot 0{,}018}{8{,}31\cdot 293}=\frac{0{,}6165}{2434{,}8}\approx 2{,}5\cdot 10^{-4}\ \text{кг}.$$
Получилось примерно $0{,}25$ грамма — четверть грамма воды «висит» в воздухе сосуда. Немного, ведь стакан-воздух заполнен меньше чем наполовину.
Ответ
$m \approx 2{,}5\cdot 10^{-4}$ кг $= 0{,}25$ г
Другие задания по теме «Влажность» (8)
- Задание 23 №00026788 — В сосуде содержится влажный воздух при температуре 52 в степени ° С. Плотность…
- Задание 23 №00026512 — Чему была равна относительная влажность воздуха в комнате размерами 5 м × 7 м ×…
- Задание 23 №00026508 — В комнате размерами 6 м умножить на 5 м умножить на 3 м, в которой воздух имеет…
- Задание 23 №00026507 — Относительная влажность воздуха при t равно 36 в степени ° С составляет 80 %.…
- Задание 23 №00026502 — В сосуде под поршнем находится влажный воздух при давлении p индекс 1 равно 120…
- Задание 23 №00026453 — В сосуде ёмкостью V = 2 л, воздух из которого был откачан до высокого вакуума,…
- Задание 23 №00026451 — В закрытом сосуде объёмом V = 10 л находится влажный воздух массой m = 18 г при…
- Задание 23 №00026447 — В запаянной трубке объёмом V = 0,5 л находится водяной пар при температуре t…