ID: 00025727
Стальную кастрюлю, наполовину наполненную водой и закрытую лёгкой крышкой, поставили на огонь, воду в ней довели до кипения и кипятили в течение некоторого времени. Атмосферное давление в помещении составляло 760 мм рт. ст.
Выберите все верные утверждения, описывающие характеристики воды, водяного пара и кастрюли в процессе кипения.
1) Относительная влажность воздуха под крышкой в процессе кипения воды уменьшается.
2) Температура воды в кастрюле в процессе кипения увеличивается.
3) Парциальное давление водяных паров под крышкой увеличивается в ходе нагревания воды до температуры кипения.
4) Температура в толще дна кастрюли в ходе кипения не превышает 90 ºС.
5) Плотность насыщенных водяных паров над поверхностью воды при кипении остаётся постоянной.
Источник: ФИПИ
Стальную кастрюлю, наполовину наполненную водой и закрытую лёгкой крышкой, довели до кипения и кипятили некоторое время при атмосферном давлении $760$ мм рт. ст. Разберём, что происходит с паром и кастрюлей ИМЕННО во время самого кипения (а не на пути к нему).
Пока вода нагревается до температуры кипения (ещё до начала самого кипения), парциальное давление водяного пара под крышкой растёт вместе с температурой — вода интенсивно испаряется. Утверждение 3 верно.
Утверждение 1 говорит, что во время кипения относительная влажность под крышкой уменьшается. Но при кипении температура воды и пара уже не меняется (держится $100\ ^{\circ}\text{C}$), а пар под плотно закрытой крышкой давно достиг насыщения — влажность там уже $100\%$ и дальше падать некуда. Неверно.
Утверждение 2: температура воды при кипении увеличивается. На самом деле во время кипения температура жидкости держится постоянной (все $100\ ^{\circ}\text{C}$, лишнее тепло уходит на образование пара, а не на разогрев воды дальше). Неверно.
Утверждение 4: температура в толще дна кастрюли при кипении не превышает $90\ ^{\circ}\text{C}$. Это невозможно: чтобы тепло от плиты вообще потекло в кипящую воду (у которой $100\ ^{\circ}\text{C}$), дно обязано быть ГОРЯЧЕЕ самой воды, то есть заметно выше $90\ ^{\circ}\text{C}$. Неверно.
Утверждение 5: плотность насыщенных водяных паров над поверхностью воды при кипении остаётся постоянной. Раз температура кипящей воды не меняется (постоянные $100\ ^{\circ}\text{C}$), а плотность насыщенного пара зависит только от температуры — она действительно остаётся постоянной всё время кипения. Верно.