ID: 00022535
В жёстком герметичном сосуде объёмом 1\ \text{м}^3 при температуре 289 К длительное время находился влажный воздух и 10 г воды. Сосуд медленно нагрели до температуры 298 К. Пользуясь таблицей плотности насыщенных паров воды, выберите все верные утверждения о результатах этого опыта.
1) При температуре 16\,^{\circ}\text{C} масса водяного пара в сосуде равна 13{,}6 г.
2) При повышении температуры относительная влажность воздуха в сосуде уменьшалась.
3) При температуре 20\,^{\circ}\text{C} относительная влажность воздуха была равна 100\ \%.
4) Начиная с температуры 22\,^{\circ}\text{C} вся вода в сосуде находилась в парообразном состоянии.
5) Парциальное давление сухого воздуха в сосуде не изменялось.
Источник: ЕГЭ 2026 пересдача, Дальний Восток
Ситуация такая: закрытый жёсткий сосуд, внутри влажный воздух и рядом настоящая вода — 10 граммов. Раз вода и пар долго стоят вместе, пар над водой «насыщенный»: больше в этот объём при данной температуре не влезет, лишнее сразу превращается обратно в воду. Это ключ ко всей задаче.
Температуры переведём в привычные градусы: 289 К — это 16\,^{\circ}\text{C}, а 298 К — это 25\,^{\circ}\text{C}. По таблице плотность насыщенного пара: при 16\,^{\circ}\text{C} она 13{,}6\ \text{г/м}^3, при 25\,^{\circ}\text{C} — 23{,}0\ \text{г/м}^3.
Утверждение 1. Пока в сосуде есть вода, пар насыщенный, поэтому его плотность берём прямо из таблицы: 13{,}6\ \text{г/м}^3. Масса пара — это плотность на объём: m = \rho V = 13{,}6 \cdot 1 = 13{,}6 г. Всё сходится — верно.
Проверим главное: вся ли вода испарится к концу нагрева? Если бы пар стал насыщенным при 25\,^{\circ}\text{C}, его плотность выросла бы до 23{,}0\ \text{г/м}^3. Значит, дополнительно испарилось бы \Delta m = (23{,}0 - 13{,}6) \cdot 1 = 9{,}4 г воды.
А воды было всего 10 г. Испариться могло 9{,}4 г — меньше, чем есть. Значит, вода не кончилась: 10 - 9{,}4 = 0{,}6 г так и осталось жидкой. Раз вода всё время была в сосуде, пар всё время оставался насыщенным.
Отсюда сразу разбираем утверждение 2: относительная влажность (насколько пар близок к насыщению) при насыщенном паре равна 100\ \% и не падает. Значит, она не уменьшалась — утверждение неверное.
Утверждение 3: при 20\,^{\circ}\text{C} вода в сосуде ещё есть, пар насыщенный, поэтому относительная влажность \varphi = 100\ \%. Верно.
Утверждение 4: мы уже посчитали, что к концу осталось 0{,}6 г воды, то есть и при 22\,^{\circ}\text{C} в сосуде всё ещё плещется жидкость, не весь пар. Неверно.
Утверждение 5: сухой воздух заперт в жёстком сосуде (объём постоянный), а его греют. По закону Шарля при постоянном объёме давление растёт вместе с температурой: \dfrac{p}{T} = \text{const}. Значит, давление сухого воздуха менялось — утверждение неверное.
Верными оказались только утверждения 1 и 3.