Global EE

Задание 7 ЕГЭ по физике №00047579

Задание №7. МКТ

Влажность (тренировочные)

№2. Задание 7

ID: 00047579

В закрытом сосуде при температуре 373 К под поршнем находится водяной пар под давлением 30 кПа. Каким станет давление пара, если, сохраняя его температуру неизменной, объём пара уменьшить в 3 раза?

Ответ дайте в кПа.

Источник: Сборник Демидовой 2019

Решение

Пар сжимают при постоянной температуре. Пока он ненасыщенный, это обычный газ, и его давление растёт при сжатии. Но у давления пара есть предел — давление насыщенного пара. Значит, сначала надо узнать этот предел, а потом проверить, дотянется ли до него пар.

Шаг 1. Что за температура. Переведём кельвины в градусы Цельсия: $373-273=100\,^\circ\text{C}$. При этой температуре вода кипит под нормальным атмосферным давлением, а кипение начинается, когда давление насыщенного пара равно внешнему. Значит,

$$p_{\text{н}}=10^5\ \text{Па}=100\ \text{кПа}.$$

Шаг 2. Сжимаем пар как газ. Сосуд закрыт — масса пара постоянна; температура постоянна. Пока пар ненасыщенный, работает закон Бойля–Мариотта:

$$p_1V_1=p_2V_2\quad\Rightarrow\quad p_2=p_1\cdot\dfrac{V_1}{V_2}=30\cdot3=90\ \text{кПа}.$$

Шаг 3. Сравниваем с пределом. $90\ \text{кПа}\lt100\ \text{кПа}$: до насыщения пар не дошёл, вода не выпала, и закон Бойля–Мариотта мы применили законно. Давление пара — $90$ кПа.

Проверим себя. Насыщение наступило бы при сжатии в $\dfrac{100}{30}\approx3{,}3$ раза, а сжали только в $3$ раза — не хватило. Если бы сжали, например, в $4$ раза, ответ был бы уже $100$ кПа, а не $120$.

Ответ

90
Другие задания по теме «Влажность (тренировочные)» (8)