Меню

Давление влажного воздуха в сосуде под поршнем при температуре 100

Давление влажного воздуха в сосуде под поршнем при температуре 100

Репетитор по физике, эксперт ЕГЭ

Точильникова Наталья Львовна

м. Добрынинская, ул. Большая

Полянка, 51А/9, офис 625

  • Обо мне
    • Персональная информация
    • Опыт эксперта ЕГЭ
    • Результаты моих учеников
    • Результаты моих учеников
  • Курсы 2019-2020
    • Курсы по физике
      • Для начинающих
      • Онлайн
    • Курсы ОГЭ по физике
    • Курсы ЕГЭ по физике
    • Курсы по математике
    • Курсы ОГЭ по математике
    • Курсы ЕГЭ по математике
    • Курсы по русскому языку
    • Курсы ОГЭ по русскому языку
    • Курсы ЕГЭ по русскому языку
  • Контакты
  • Наши преподаватели
    • Математика
    • История и обществознание
    • Физика
    • Информатика
    • Русский язык
    • Химия
    • Английский язык
  • ЕГЭ, Олимпиады
    • Подготовка к ЕГЭ
    • Подготовка к Олимпиадам
      • Олимпиада «Физтех»
    • Информация о ВУЗах
    • Подсчет баллов
    • Статистика
    • Решенный вариант ЕГЭ
    • Подготовка к OГЭ
  • Мои занятия
    • Расписание занятий
    • К ЕГЭ за 3 недели
      • Июньские интенсивы по физике в 2020 году
      • Февральские и мартовские интенсивы по физике в 2020 году
      • Интенсивы по математике в 2020 году
    • Порядок набора
    • Формат занятий
    • Стоимость обучения
    • Оплатить занятия
    • Мастер-класс
  • Отзывы
    • 2019
    • 2018
    • 2017
    • 2016
    • 2015
    • 2014
    • 2013
    • 2011-2012
    • 2010
    • Видеоотзывы
  • Материалы
    • Видеоуроки
    • Видеокурсы
    • Короткие видеоуроки
    • Лекции
    • 100 книг для подготовки к ЕГЭ
    • Вебинары

Задача о влажном воздухе

Давление влажного воздуха в сосуде под поршнем при температуре t = 100 °С равно р1 = 1,8*105 Па. Объём под поршнем изотермически уменьшили в k=4 раза. При этом давление в сосуде увеличилось в n=3 раза. Найдите относительную влажность ф воздуха в первоначальном состоянии. Утечкой вещества из сосуда пренебречь.

Источник

Давление влажного воздуха в сосуде под поршнем при температуре 100

Относительная влажность порции воздуха при некоторой температуре равна 10 %. Во сколько раз следует изменить давление этой порции воздуха для того, чтобы при неизменной температуре его относительная влажность увеличилась на 25 %?

Относительная влажность воздуха связана с парциальным давлением пара при некоторой температуре и давлением насыщенных паров при той же температуре соотношением Для того чтобы увеличить влажность воздуха в 3,5 раза (с 10 % до 35 %), надо увеличить давление воздуха при неизменной температуре в 3,5 раза.

В задании написано «на 25 %» , а в решении решается задача «до 35 %» . То есть условия в задаче «25%» а в решении «35%»

Если 10 увеличить на 25, то получится 35.

Относительная влажность воздуха в сосуде, закрытом поршнем, равна 30%. Какой станет относительная влажность воздуха в сосуде, если его объём при неизменной температуре увеличить в 3 раза? Ответ дайте в процентах.

Относительная влажность воздуха определяется как отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщенных паров при данной температуре. Температура в сосуде не изменяется, поэтому не изменяется давление насыщенных паров. При постоянной температуре произведение давления на объём остаётся постоянным: поэтому при увеличении объёма в три раза давление упадёт в три раза. Следовательно, относительная влажность воздуха в сосуде также уменьшится в три раза и станет равной 10%.

Относительная влажность воздуха в цилиндре под поршнем равна 60 %. Воздух изотермически сжали, уменьшив его объём в два раза. Какова стала относительная влажность воздуха? (Ответ дать в процентах.)

Относительная влажность воздуха определяется следующим образом: где — концентрация пара в сосуде, а — концентрация насыщенного пара при той же температуре (эта величина зависит только от температуры воздуха в сосуде). Воздух в сосуде сжимают изотермически, поэтому величинане изменяется. В начальный момент, согласно условию, концентрация пара в сосуде равна При сжатии концентрация начинает расти. На первый взгляд кажется, что уменьшение объема сосуда в два раза приведет к увеличению концентрации пара в два раза и она станет равной Однако, это не так. Концентрация насыщенного пара определяет максимально возможную при данной температуре концентрацию пара, она показывает, какое максимальное количество пара может находиться в единице объема при заданной температуре. Следовательно, конечная концентрация пара в сосуде станет равной Пар станет насыщенным, избытки влаги из воздуха сконденсируются. Конечная относительная влажность воздуха станет равно 100%.

Относительная влажность воздуха в цилиндре под поршнем равна 50 %. Воздух изотермически сжали, уменьшив его объем в 3 раза. Какова стала относительная влажность воздуха? (Ответ дать в процентах.)

В силу того, что насыщенный пар подчиняется уравнению Клапейрона — Менделеева, относительную влажность воздуха можно определить следующим образом: где — концентрация пара в цилиндре, а — концентрация насыщенного пара при той же температуре (эта величина зависит только от температуры воздуха в сосуде). Воздух в сосуде сжимают изотермически, поэтому величина не изменяется. В начальный момент, согласно условию, концентрация пара в сосуде равна При сжатии концентрация начинает расти. На первый взгляд кажется, что уменьшение объема сосуда в три раза приведет к увеличению концентрации пара в три раза и она станет равной Однако это не так. Концентрация насыщенного пара определяет максимально возможную при данной температуре концентрацию пара, она показывает, какое максимальное количество пара может находиться в единице объёма при заданной температуре. Следовательно, конечная концентрация пара в сосуде станет равной Пар станет насыщенным, избытки влаги из воздуха сконденсируются. Конечная относительная влажность воздуха станет равной 100%.

На рисунке представлены два термометра, используемые для определения относительной влажности воздуха с помощью психрометрической таблицы, в которой влажность указана в процентах.

Психрометрическая таблица представлена ниже.

Разность показаний сухого и влажного термометров
1 2 3 4 5 6 7 8
10 100 88 76 65 54 44 34 24 14
11 100 88 77 66 56 46 36 26 17
12 100 89 78 68 57 48 38 29 20
13 100 89 79 69 59 49 40 31 23
14 100 90 79 70 60 51 42 33 25
15 100 90 80 71 61 52 44 36 27
16 100 90 81 71 62 54 45 37 30
17 100 90 81 72 64 55 47 39 32
18 100 91 82 73 64 56 48 41 34
19 100 91 82 74 65 58 50 43 35
20 100 91 83 74 66 59 51 44 37
21 100 91 83 75 67 60 52 46 39
22 100 92 83 76 68 61 54 47 40
23 100 92 84 76 69 61 55 48 42
24 100 92 84 77 69 62 56 49 43
25 100 92 84 77 70 63 57 50 44

Какой была относительная влажность воздуха в тот момент, когда проводилась съемка? (Ответ дайте в процентах.)

На рисунке видно, что сухой термометр показывает а влажный — Следовательно, разность показаний сухого и влажного термометров составляет Находим в таблице пересечение соответствующих строки и столбца и получаем, что относительная влажность равна

Источник

Давление влажного воздуха в сосуде под поршнем при температуре 100

В сосуде, объём которого можно изменять при помощи поршня, находится воздух с относительной влажностью 50%. Поршень медленно вдвигают в сосуд при неизменной температуре. Во сколько раз уменьшится объём сосуда к моменту, когда водяной пар станет насыщенным?

Начальное давление воздуха под поршнем равно Когда пар станет насыщенным, его давление станет равным давлению насыщенного пара Так как процесс изотермический (Т = const), то pV = const. Следовательно,

т. е. объём уменьшился в 2 раза.

В закрытом сосуде объёмом 5 литров находится влажный воздух при температуре 100 °С и давлении Па. Относительная влажность воздуха равна 60 %.

Выберите два верных утверждения.

1) В этом сосуде парциальное давление паров воды больше парциального давления воздуха.

2) В этом сосуде парциальное давление паров воды меньше парциального давления воздуха.

3) В этом сосуде масса воздуха меньше массы паров воды.

4) В этом сосуде масса воздуха больше массы паров воды.

5) Если при неизменной температуре увеличить объём сосуда в 5 раз, то относительная влажность воздуха станет равна 100 %.

1. Неверно. Давление насыщенных паров воды при 100 °С равно нормальному атмосферному давлению = 10 5 Па. Найдём парциальное давление водяных паров:

откуда

Найдём также парциальное давление воздуха: (закон Дальтона), откуда То есть парциальное давление воздуха больше парциального давления водяных паров.

2. Верно, см. пункт 1.

3. Неверно. Из уравнения Менделеева-Клайперона можно выразить массы воздуха и водяных паров. ##

4. Верно, см. пункт 3.

5. Неверно. Из закона Бойля-Мариотта при , то есть если объём увеличивается, то давление должно уменьшаться, а значит и относительная влажность воздуха будет уменьшаться.

В закрытом сосуде объёмом 5 литров находится влажный воздух при температуре 100 °С и давлении Па. Относительная влажность воздуха равна 60 %.

Выберите два верных утверждения.

1) В этом сосуде парциальное давление паров воды больше парциального давления воздуха.

2) В этом сосуде парциальное давление паров воды меньше парциального давления воздуха.

3) В этом сосуде масса воздуха больше массы паров воды.

4) В этом сосуде масса воздуха меньше массы паров воды.

5) Если при неизменной температуре увеличить объём сосуда в 6 раз, то относительная влажность воздуха станет равна 100 %.

1. Верно. Давление насыщенных паров воды при 100 °С равно нормальному атмосферному давлению = 10 5 Па. Найдём парциальное давление водяных паров:

откуда

Найдём также парциальное давление воздуха: (закон Дальтона), откуда То есть парциальное давление воздуха меньше парциального давления водяных паров.

2. Неверно, см. расчёты пункта 1.

3. Верно. Из уравнения Менделеева-Клапейрона можно выразить массы воздуха и водяных паров. ##

4. Неверно, см. пункт 3.

5. Из закона Бойля-Мариотта при , то есть если объём увеличивается, то давление должно уменьшаться, а значит и относительная влажность воздуха будет уменьшаться.

Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде с поршнем равна 40%. Объем сосуда за счет движения поршня медленно уменьшают при постоянной температуре. В конечном состоянии объем сосуда в 3 раза меньше начального. Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных наблюдений, и укажите их номера.

1) При уменьшении объема сосуда в 2,5 раза на стенках появляется роса.

2) Давление пара в сосуде все время увеличивается.

3) В конечном и начальном состоянии масса пара в сосуде одинакова.

4) При уменьшении объема в 2 раза относительная влажность воздуха в сосуде стала равна 80%.

5) В конечном состоянии весь пар в сосуде сконденсировался.

После уменьшения объёма в 2 раза относительная влажность воздуха увеличилась в 2 раза и стала 80%. Когда объём стал в 2,5 раза меньше первоначального, относительная влажность достигла 100%, после чего водяные пары начинали конденсироваться на стенках. При дальнейшем уменьшении объёма давление водяных паров оставалось постоянным. В конечном состоянии не весь пар в сосуде сконденсировался.

Верны первое и четвёртое утверждения.

Почему ответ два является неверным, если давление увеличивается в процессе движения поршня в 3 раза?

Давление пара в сосуде увеличивается не всё время.

Конечное давление больше начального в 2,5 раза, а не 3.

Воздух в комнате состоит из смеси газов: водорода, кислорода, азота, водяных паров, углекислого газа и др. При тепловом равновесии у этих газов обязательно одинаковы

2) парциальные давления

3) концентрации молекул

При тепловом равновесии газов выравниваются их средние кинетические энергии теплового движения, а значит, и температуры.

На рисунке изображены: пунктирной линией — график зависимости давления насыщенных паров воды от температуры и сплошной линией — процесс 1-2 изменения парциального давления паров воды.

По мере такого изменения парциального давления паров воды абсолютная влажность воздуха

4) может как увеличиваться, так и уменьшаться

Абсолютная влажность воздуха — физическая величина, показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1 воздуха. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе. Водяной пар подчиняется уравнению состояния идеального газа: Из графика видно, что рассматриваемый процесс находится под кривой зависимости давления насыщенных паров от температуры, значит, пар в ходе процесса 1-2 остается ненасыщенным. Кроме того, из графика видно, что температура газа остается неизменной, а давление газа увеличивается. Следовательно, абсолютная влажность воздуха также увеличивается.

В сосуде под поршнем находится влажный воздух с относительной влажностью 60 % при постоянной температуре 100 °С. В начальном состоянии его давление составляет Определите, во сколько k раз нужно уменьшить объём в сосуде, чтобы давление возросло в 3 раза?

Давление влажного воздуха равно сумме парциальных давлений воздуха и водяного пара :

При температуре 100 °С давление насыщенных водяных паров равно

При уменьшении объёма в раз парциальное давление воздуха по закону Бойля — Мариотта увеличивается в раз. У водяного пара при уменьшении объёма парциальное давление сначала увеличивается до тех пор, пока не достигнет давления насыщенных паров, после чего его парциальное давление будет оставаться постоянным, а часть пара сконденсируется (изменением объёма влажного воздуха из-за капелек воды можно пренебречь). Таким образом, в конечном состоянии

На рисунке изображены: пунктирной линией — график зависимости давления насыщенных паров воды от температуры и сплошной линией — процесс 1-2 изменения парциального давления паров воды.

По мере такого изменения парциального давления паров воды абсолютная влажность воздуха

4) может как увеличиваться, так и уменьшаться

Абсолютная влажность воздуха — физическая величина, показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1 воздуха. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе. Водяной пар подчиняется уравнению состояния идеального газа: Из графика видно, что в ходе процесса 1-2 температура газа остается неизменной, а давление газа уменьшается. Следовательно, абсолютная влажность воздуха также уменьшается.

почему уменьшается ? это зависит от давления ? ( зачем тогда формула ?)

— не изменяются, уменьшается, значит, уменьшается.

В цилиндре под поршнем при комнатной температуре t долгое время находится только вода и её пар. Масса жидкости в два раза больше массы пара. Первоначальное состояние системы показано точкой на pV-диаграмме. Медленно перемещая поршень, объём V под поршнем изотермически увеличивают от V до 6V. Постройте график зависимости давления p в цилиндре от объёма V на отрезке от V до 6V. Укажите, какими закономерностями вы при этом воспользовались.

1. На участке от до давление под поршнем постоянно (давление насыщенного пара на изотерме). На участке от до давление под поршнем подчиняется закону Бойля — Мариотта.

На участке от до график — горизонтальный отрезок прямой, на участке от до — фрагмент гиперболы (для экспертов: отсутствие названий не снижает оценку, названия помогают оценке графика, сделанного от руки).

2. В начальном состоянии над водой находится насыщенный водяной пар, так как за длительное время в системе установилось термодинамическое равновесие.

3. Пока в цилиндре остается вода, при медленном изотермическом расширении пар остается насыщенным. Поэтому график будет графиком константы, т. е. отрезком горизонтальной прямой. Количество воды в цилиндре при этом убывает. При комнатной температуре концентрация молекул воды в насыщенном паре ничтожна по сравнению с концентрацией молекул воды в жидком агрегатном состоянии. Масса воды в два раза больше массы пара. Поэтому, во-первых, в начальном состоянии насыщенный пар занимает объём, практически равный Во-вторых, чтобы вся вода испарилась, нужно объём под поршнем увеличить ещё на Таким образом, горизонтальный отрезок описывает зависимость на участке от до

4. При под поршнем уже нет жидкости, все молекулы воды образуют уже ненасыщенный водяной пар, который можно на изотерме описывать законом Бойля — Мариотта: т. е. Графиком этой зависимости служит гипербола. Таким образом, на участке от до зависимость изображается фрагментом гиперболы.

Источник

Читайте также:  Давление в шинах range rover supercharged
Adblock
detector