Меню

В понедельник и вторник температура воздуха была одинаковой парциальное давление

В понедельник и вторник температура воздуха была одинаковой парциальное давление

Источник задания: Решение 3246. ЕГЭ 2017. Физика. Демидова М. Ю. 30 вариантов.

Задание 11. В понедельник и вторник температура воздуха была одинаковой. Парциальное давление водяного пара в атмосфере в понедельник было меньше, чем во вторник.

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера.

1) Плотность водяных паров, содержащихся в воздухе, в понедельник была меньше, чем во вторник.

2) Относительная влажность воздуха в понедельник была меньше, чем во вторник.

3) Концентрация молекул водяного пара в воздухе в понедельник и вторник была одинаковой.

4) Давление насыщенных водяных паров в понедельник было больше, чем во вторник.

5) Масса водяных паров, содержащихся в 1 м3 воздуха, в понедельник была больше, чем во вторник.

1) Парциальное давление водяного пара – это давление этого отдельно взятого пара в атмосфере. Так как в понедельник это давление было меньше, чем во вторник, а температура оставалась постоянной, то плотность водяного пара в понедельник была меньше, чем во вторник.

2) Относительная влажность воздуха определяется как

,

где p – парциальное давление водяного пара; — давление насыщенного пара (табличная величина, зависящая только от температуры). Так как давление p в понедельник было меньше, чем во вторник, а давление насыщенного пара оставалось неизменным (температура не менялась), то относительная влажность в понедельник была меньше, чем во вторник.

3) Концентрация молекул пара при постоянной температуре пропорциональна давлению пара, следовательно, в понедельник концентрация была меньше.

4) Давление насыщенных паров было одинаковым в оба дня, так как температура не менялась.

5) Так как концентрация молекул водяного пара в понедельник была меньше, чем во вторник, следовательно, масса этого пара была меньше, чем во вторник.

Источник

В понедельник и вторник температура воздуха была одинаковой парциальное давление

Под поршнем находится водяной пар при температуре 100 °С и давлении 70 кПа. Пар изотермически сжали, уменьшив его объём в два раза. Каково стало давление водяных паров? Ответ дайте в кПа.

Давление насыщенных водяных паров при температуре 100 °С составляет 100 кПа. Значит, при уменьшении объёма в два раза давление паров сначала увеличится с 70 кПа до 100 кПа, пар станет насыщенным, и далее его давление будет оставаться постоянным, а часть пара будет конденсироваться. Конечное давление водяных паров 100 кПа.

В стеклянную колбу налили немного воды и герметично закрыли её пробкой. Вода постепенно испарялась. На рисунке показан график изменения со временем t концентрации n молекул водяного пара внутри колбы. Температура в колбе в течение всего времени проведения опыта оставалась постоянной. В конце опыта в колбе ещё оставалась вода. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения относительно описанного процесса.

1) На участке 1 водяной пар ненасыщенный, а на участке 2 насыщенный.

2) На участке 2 давление водяных паров не менялось.

3) На участке 1 плотность водяных паров уменьшалась.

4) На участке 2 плотность водяных паров увеличивалась.

5) На участке 1 давление водяных паров уменьшалось.

1) На участке 1 давление пара меняется, а на участке 2 — уже нет, следовательно, на участке 1 пар ненасыщенный, а на участке 2 — насыщенный. Утверждение 1 верно.

2) Как известно из первого пункта, на участке 2 пар насыщенный, значит, его давление не изменяется. Утверждение 2 верно.

3) Плотность водяных паров изменяется пропорционально концентрации, следовательно, при увеличении концентрации плотность водяных паров также увеличивается. Утверждение 3 неверно.

4) Как известно из первого пункта, пар на участке 2 — насыщенный, следовательно, его плотность на участке 2 не изменяется. Утверждение 4 неверно.

5) Давление водяных паров изменяется пропорционально концентрации, следовательно, при увеличении концентрации давление водяных паров также увеличивается. Утверждение 5 неверно.

Плотность водяного пара в воздухе при температуре T равна ρ. Плотность насыщенного водяного пара при этой температуре равна ρн. Молярная масса воды μводы = 18 г/моль, а сухого воздуха μвозд. = 29 г/моль. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно определить. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) относительная влажность воздуха при температуре T

Б) парциальное давление водяного пара при температуре T

1)

2)

3)

4)

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА ФОРМУЛА

Относительная влажность воздуха связана с парциальным давлением пара при некоторой температуре и давлением насыщенных паров при той же температуре соотношением

Из уравнения Клапейрона — Менделеева давление можно выразить как:

Тогда парциальное давление водяного пара будет

Из формулы для давления также видно, что соотношение давлений пара и насыщенного пара будут такими же, как и соотношение их плотностей при заданных температурах.

Парциальное давление водяного пара в воздухе при температуре T равно p. Давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно pн. Молярная масса воды μводы = 18 г/моль, а сухого воздуха μвозд. = 29 г/моль. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно определить. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) относительная влажность воздуха при температуре T

Б) плотность водяного пара при температуре T

1)

2)

3)

4)

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА ФОРМУЛА

Относительная влажность воздуха связана с парциальным давлением пара при некоторой температуре и давлением насыщенных паров при той же температуре соотношением

По закону Клайперона — Менделеева давление водяного пара можно выразить как:

Тогда плотность водяного пара будет

Во вторник и в среду температура воздуха была одинаковой. Парциальное давление водяного пара в атмосфере во вторник было меньше, чем в среду.

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения по поводу этой ситуации.

1) Относительная влажность воздуха во вторник была меньше, чем в среду.

2) Масса водяных паров, содержащихся в 1 м 3 воздуха, во вторник была больше, чем в среду.

3) Плотность водяных паров, содержащихся в воздухе, во вторник и в среду была одинаковой.

4) Давление насыщенных водяных паров во вторник было больше, чем в среду.

5) Концентрация молекул водяного пара в воздухе во вторник была меньше, чем в среду.

Относительная влажность воздуха связана с парциальным давлением пара при некоторой температуре и давлением насыщенных паров при той же температуре соотношением

Проверим правильность утверждений.

1) Так как парциальное давление во вторник было ниже, чем в среду, то относительная влажность воздуха во вторник была меньше, чем в среду. Утверждение 1 — верно.

2) Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона, при равной температуре и одинаковом объеме большему давлению отвечает большая масса газа. Утверждение 2 — неверно.

3) Так как различается масса водяных паров, содержащихся в воздухе в эти дни, то и плотность водяных паров будет различна во вторник и среду. Утверждение 3 — неверно.

4) При неизменности температуры, давление насыщенного пара остается постоянным. Утверждение 4 — неверно.

5) Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона, концентрация молекул водяного пара в воздухе во вторник была меньше, чем в среду. Утверждение 5 — верно.

В цилиндрический сосуд, герметично закрытый подвижным поршнем, впрыснули некоторое количество воды, после чего сдвинули поршень и дождались установления в сосуде теплового равновесия — получилось состояние 1. Затем поршень передвинули ещё раз, увеличив объём пространства под поршнем в 3 раза при постоянной температуре. Оказалось, что в результате этого давление водяного пара в сосуде уменьшилось в 2 раза (по сравнению с состоянием 1). Какая была относительная влажность (в процентах) в сосуде в состоянии 1?

Относительная влажность воздуха в сосуде была 100%. Если бы влажность воздуха была не 100%, то при увеличении объема в 3 раза, давление уменьшилось бы тоже в 3 раза.

Влажность воздуха была 100%. Плюс оставалось некоторое количество неиспарившейся воды. При увеличении объема в 3 раза остаток воды испарился, компенсировав падение давления пара, из-за чего давление упало не в 3, а в 2 раза.

В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 23 °C на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 12 °C. По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Поясните, почему конденсация паров воды в воздухе может начинаться при различных значениях температуры. Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре показано в таблице:

Содержание этапа решения

Оценка этапа в баллах

Водяной пар в воздухе становится насыщенным при температуре 12 °C. Следовательно, давление р водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при температуре 12 °C, из таблицы 14 гПа.

Абсолютная влажность равна плотности водяных паров. Плотность пара при 23 °C можно найти, применив уравнение Клапейрона — Менделеева. Первое состояние: насыщенный пар при 12 °C. Второе: пар при 23 °C. Пар охлаждается от 23 до 12 °C изобарически, поэтому

Имеем:

Плотность насыщенного пара при 12 °C равна

Объединяя два последних уравнения:

Давление насыщенного водяного пара при температуре 23 °C равно 28 гПа. Относительной влажностью воздуха называется отношение:

Конденсация паров воды происходит при условии равенства давления водяного пара, имеющегося в воздухе, давлению насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха. Давление насыщенного водяного пара зависит от температуры. Поэтому при разной плотности водяного пара в воздухе температура начала конденсации пара (точка росы) оказывается различной.

Здравствуйте! Ответ зависит от того, каким образом снижать температуру воздуха. В случае, если процесс изобарный, нужно для определения абсолютной влажности воздуха плотность насыщенного пара при т 12 10.7 г/м^3 домножить на отношение давлений. Подробнее в статье журнала Квант:(Соловьянюк В. Ах, уж эта влажность //Квант. — 1992. — № 11. — С. 35-37.)

Спасибо за интересную ссылку.

В данной задаче, конечно, пар охлаждается изобарно.

Авторы решения, действительно допустили ошибку. Мы ее сейчас поправим 🙂

Таблица, кстати, вроде правильная, так как через плотности с учетом изменения температуры получается правильный ответ.

Поясните, пожалуйста, почему пар охлаждается именно изобарически при переходе из ненасыщенного в насыщенное состояние?

По условию задачи экс­пе­ри­мен­т проходит в комнате при постоянной тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха, значит, давление остаётся постоянным.

В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Поясните, почему конденсация паров воды в воздухе может начинаться при различных значениях температуры. Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре показано в таблице:

Содержание этапа решения

Оценка этапа в баллах

Водяной пар в воздухе становится насыщенным при температуре Следовательно, давление р водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при температуре из таблицы 16 гПа.

Абсолютная влажность равна плотности водяных паров. Плотность пара при можно найти, применив уравнение Клапейрона — Менделеева. Первое состояние: насыщенный пар при Второе: пар при Пар охлаждается от до изобарически, поэтому

Имеем:

Плотность насыщенного пара при равна

Объединяя два последних уравнения:

Давление насыщенного водяного пара при температуре равно 32 гПа. Относительной влажностью воздуха называется отношение:

Конденсация паров воды происходит при условии равенства давления водяного пара, имеющегося в воздухе, давлению насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха. Давление насыщенного водяного пара зависит от температуры. Поэтому при разной плотности водяного пара в воздухе температура начала конденсации пара (точка росы) оказывается различной.

Здравствуйте! Если рассчитывать относительную влажность воздуха через плотность, то результат отличен от результата, полученного в таблице ответов. Расчет через плотность: 11,7/20,6 * 100% = 56%, что отличается от полученных 50. Не зачтут ли эту погрешность как за ошибку в Егэ?

По определению относительная влажность равна отношению давлений, а не плотностей: Чем ближе к температуре кипения, тем существеннее разница. При низких давлениях отношения близки

В данном случае

В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Поясните, почему конденсация паров воды в воздухе может начинаться при различных значениях температуры. Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре показано в таблице:

Содержание этапа решения

Оценка этапа в баллах

Водяной пар в воздухе становится насыщенным при температуре Следовательно, давление р водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при температуре из таблицы 11 гПа.

Абсолютная влажность равна плотности водяных паров. Плотность пара при можно найти, применив уравнение Клапейрона-Менделеева. Первое состояние: насыщенный пар при Второе: пар при Пар охлаждается от до изобарически, поэтому

Имеем:

Плотность насыщенного пара при равна

Объединяя два последних уравнения:

Давление насыщенного водяного пара при температуре равно 22 гПа. Относительной влажностью воздуха называется отношение:

Конденсация паров воды происходит при условии равенства давления водяного пара, имеющегося в воздухе, давлению насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха. Давление насыщенного водяного пара зависит от температуры. Поэтому при разной плотности водяного пара в воздухе температура начала конденсации пара (точка росы) оказывается различной.

В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 29 °C на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 27 °C. По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Поясните, почему конденсация паров воды в воздухе может начинаться при различных значениях температуры. Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре показано в таблице:

Содержание этапа решения

Оценка этапа в баллах

Водяной пар в воздухе становится насыщенным при температуре 27 °C. Следовательно, давление р водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при температуре 27 °C, из таблицы 36 гПа.

Абсолютная влажность равна плотности водяных паров. Плотность пара при 29 °C можно найти, применив уравнение Клапейрона — Менделеева. Первое состояние: насыщенный пар при 27 °C. Второе: пар при 29 °C. Пар охлаждается от 29 до 27 °C изобарически, поэтому

Имеем:

Плотность насыщенного пара при 27 °C равна

Объединяя два последних уравнения:

Давление насыщенного водяного пара при температуре 29 °C равно 40 гПа. Относительной влажностью воздуха называется отношение:

Конденсация паров воды происходит при условии равенства давления водяного пара, имеющегося в воздухе, давлению насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха. Давление насыщенного водяного пара зависит от температуры. Поэтому при разной плотности водяного пара в воздухе температура начала конденсации пара (точка росы) оказывается различной.

В закрытой комнате нагревается воздух. Как изменятся относительная влажность и плотность водяных паров в комнате? Считайте, что парциальное давление паров не изменяется.

Относительная влажность вычисляется по формуле: где — парциальное давление паров, — парциальное давление насыщенных паров. При увеличении температуры давление насыщенных паров возрастает, следовательно, относительная влажность уменьшается.

Из уравнения Менделеева — Клапейрона получаем: При увеличении температуры плотность водяных паров в комнате уменьшается.

Ответ: относительная влажность и плотность водяных паров уменьшаются.

Из условия постоянства объёма комнаты и парциального давления водяных паров следует, что при нагревании масса паров уменьшалась. Механизм этого уменьшения в задаче не описан, можно только догадываться, каким образом поддерживалось постоянное парциальное давление паров в закрытом помещении (например, они могли конденсироваться или абсорбироваться).

В комнате размером 3×5×6 м при температуре 20 °C влажность воздуха равна 35 %. После включения увлажнителя воздуха, производительность которого равна 0,36 л/ч, влажность в комнате стала равна 70 %. За какое время это произошло? Давление насыщенного пара при 20 °C равно 2,33 кПа.

Относительной влажностью называют отношение давления пара к давлению насыщенного пара при той же температуре:

Тогда давление водяных паров в комнате в начале и в конце работы увлажнителя принимает значения:

Функция увлажнителя — превратить воду, которая есть в его распоряжении в водяной пар. Тем самым в комнате увеличивается масса водяного пара в воздухе и как следствие увеличивается влажность. Пусть — производительность увлажнителя, тогда масса водяного пара в комнате до и после связана выражением:

Запишем уравнение Менделеева — Клапейрона для двух состояний водяного пара:

Вычтем из нижнего уравнения верхнее:

Выразим отсюда время:

В комнате площадью 30 м 2 , при температуре 25 °C относительная влажность воздуха 20% (давление насыщенных паров 3160 Па), включают увлажнитель воздуха, который увлажняет со скоростью 0,36 л/ч, спустя 3 ч относительная влажность воздуха равняется 60%. Найти высоту комнаты.

Относительной влажностью называют отношение давления пара к давлению насыщенного пара при той же температуре:

Тогда давление водяных паров в комнате в начале и в конце работы увлажнителя принимает значения:

Функция увлажнителя — превратить воду, которая есть в его распоряжении в водяной пар. Тем самым в комнате увеличивается масса водяного пара воздуха и как следствие увеличивается влажность. Пусть — производительность увлажнителя, тогда масса водяного пара в комнате до и после связана выражением:

Запишем уравнение Менделеева — Клапейрона для двух состояний водяного пара:

Вычтем из нижнего уравнения верхнее:

Выразим отсюда высоту комнаты:

В закрытом сосуде объёмом 10 л при температуре +17 °C находится воздух, имеющий влажность 50%. Давление насыщенных паров воды при этой температуре равно 1875 Па. Какую массу воды надо испарить в сосуде при данной температуре для того, чтобы влажность воздуха стала равна 100%? Ответ выразите в миллиграммах и округлите до целого числа.

Относительной влажностью называют отношение давления пара к давлению насыщенного пара при той же температуре

Состояние водяного пара удовлетворяет уравнению Менделеева — Клапейрона

Для того чтобы влажность воздуха стала равна 100 %, необходимо повысить давление водяного пара до давления насыщенных паров при данной температуре. Для этого необходимо увеличить массу водяных паров на

В закрытом сосуде объёмом 6 л при температуре +17 °C находится воздух, имеющий влажность 25%. Давление насыщенных паров воды при этой температуре равно 1875 Па. Какую массу воды надо испарить в сосуде при данной температуре для того, чтобы влажность воздуха стала равна 100%? Ответ выразите в миллиграммах и округлите до целого числа.

Относительной влажностью называют отношение давления пара к давлению насыщенного пара при той же температуре

Водяной пар удовлетворяет уравнению Менделеева — Клапейрона

Для того, чтобы влажность воздуха стала равна 100 %, необходимо повысить давление водяного пара до давления насыщенных паров при данной температуре. Для этого необходимо увеличить массу водяных паров на

В цилиндре объёмом V = 9 л под поршнем находится воздух с относительной влажностью r = 80% при комнатной температуре T = 293 К под давлением р = 1 атм. Воздух сжимают до объема V/3, поддерживая его температуру постоянной. Какая масса m воды сконденсируется к концу процесса сжатия? Давление насыщенного пара воды при данной температуре равно рн= 17,5 мм рт. ст.

Давление водяного пара в начальном состоянии было равно p1 = r · pн = 14 мм рт. ст.

После изотермического сжатия в три раза, если бы пары воды не конденсировались, их давление составило бы 3p1 = 3rpн = 42 мм рт. ст. в объёме = 3 л.

Значит, после достижения давления насыщенных паров pн = 17,5 мм рт. ст. начнётся процесс их конденсации, при котором часть пара сконденсируется, а давления пара останется равным pн.

В начальном состоянии, согласно уравнению Клапейрона — Менделеева и закону Дальтона, в цилиндре объёмом V находилась масса воды, равная

где = 0,018 кг/моль — молярная масса воды, а pн = 17,5 мм рт. ст. ≈ 2380 Па.

В конечном состоянии в цилиндре объёмом V/3 находится при относительной влажности r = 100% масса паров воды, равная

Таким образом, сконденсировавшаяся масса паров воды равна

1 мм рт. ст. = 13600*9,8*0,001 = 133,28 Па, значит 17,5 мм рт. ст. = 2332,4 Па, а не 2380, как у Вас. Из-за этого результат не 74, а 72 мг.

В задачах ЕГЭ

Вы не учли , что после конденсации часть объема займет сконденсировавшаяся вода.

Объём скон­ден­си­ро­вав­шейся воды пренебрежимо мал по сравнению с объёмом системы.

В цилиндре объёмом под поршнем находится воздух с относительной влажностью при комнатной температуре под давлением Воздух сжимают до объема поддерживая его температуру постоянной. Какая масса воды сконденсируется к концу процесса сжатия? Давление насыщенного пара воды при данной температуре равно

Давление водяного пара в начальном состоянии было равно

После изотермического сжатия в два раза, если бы пары воды не конденсировались, их давление составило бы Значит, при сжатии после достижения давления паров 17,5 мм рт. ст. начнётся процесс их конденсации, при котором часть пара сконденсируется, а давления пара останется равным

В начальном состоянии согласно уравнению Клапейрона — Менделеева и закону Дальтона в цилиндре объёмом находилась масса воды, равная

где — молярная масса воды, а

В конечном состоянии в цилиндре объёмом находится при относительной влажности масса паров воды, равная

Таким образом, масса сконденсировавшейся воды равна

Источник

Читайте также:  Причина повышенного давления ночью причины

Диагностика и виды давления © 2022
Все права сохранены © 2020. Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению. Обязательно проконсультируйтесь с вашим лечащим врачом. Внимание! Материалы могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет. 18+

Adblock
detector