Задание 9 ЕГЭ по физике · задача 6ECE95
В жёстком герметичном сосуде объёмом 1 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.
| t , ° С | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| r нп , × 10−2 кг/м 3 | 1,36 | 1,45 | 1,54 | 1,63 | 1,73 | 1,83 | 1,94 | 2,06 | 2,18 | 2,30 |
| 1) | При температуре 23 ° С влажность воздуха в сосуде была равна 48,5%. | |
| 2) | В течение всего опыта в сосуде находилась вода в жидком состоянии. | |
| 3) | Так как объём сосуда не изменялся, давление влажного воздуха увеличивалось пропорционально его температуре. | |
| 4) | В начальном состоянии при температуре 289К пар в сосуде был насыщенный. | |
| 5) | Парциальное давление сухого воздуха в сосуде не изменялось. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 24 (верны: 2, 4)
Разбор
Сначала разберёмся с начальным состоянием. В сосуде долгое время находится жидкая вода, значит, пар над ней насыщенный. При 16 °C (289 К) плотность насыщенного пара $1,36\cdot 10^{-2}$ кг/м$^{3}$, а всего воды 0,01 кг. Поскольку жидкость присутствует, пар действительно насыщенный — утверждение 4 верно.
При нагревании до 25 °C (298 К) плотность насыщенного пара вырастет до $2,30\cdot 10^{-2}$ кг/м$^{3}$. Общее количество воды в сосуде — это уже имевшийся насыщенный пар (0,0136 кг) плюс 0,01 кг жидкости, итого 0,0236 кг. При 25 °C максимум пара — 0,023 кг, поэтому 0,0006 кг воды останется в жидком виде. Значит, жидкая вода присутствовала всё время — утверждение 2 верно.
Остальные утверждения неверны: влажность при наличии жидкости всегда 100 %, давление влажного воздуха растёт не строго пропорционально температуре (из-за роста давления насыщенного пара), а парциальное давление сухого воздуха увеличивается при изохорном нагреве.
При нагревании до 25 °C (298 К) плотность насыщенного пара вырастет до $2,30\cdot 10^{-2}$ кг/м$^{3}$. Общее количество воды в сосуде — это уже имевшийся насыщенный пар (0,0136 кг) плюс 0,01 кг жидкости, итого 0,0236 кг. При 25 °C максимум пара — 0,023 кг, поэтому 0,0006 кг воды останется в жидком виде. Значит, жидкая вода присутствовала всё время — утверждение 2 верно.
Остальные утверждения неверны: влажность при наличии жидкости всегда 100 %, давление влажного воздуха растёт не строго пропорционально температуре (из-за роста давления насыщенного пара), а парциальное давление сухого воздуха увеличивается при изохорном нагреве.