Тема . №21 Качественная задача

.02 Молекулярная физика. Термодинамика

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №21 качественная задача
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#24040

В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате   ∘
25 C  на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 14∘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

|-------|----|---|---|----|-----|-----|----|-----|----|-----|----|---|----|-----|----|-----|
--t,∘C----7----9--11---12---13----14----15---16----19---21----23---25---27---29----40----60---
| p, гПа| 10  |11 |13 | 14 | 15  | 16  | 17 | 18  | 22 | 25  | 28  |32 | 36 | 40  | 74  | 200 |
|-----3-|----|---|---|----|-----|-----|----|-----|----|-----|----|---|----|-----|----|-----|
-ρ,-г/м---7,7--8,8--10--10,7-11,4--12,11--12,8--13,6--16,3--18,4--20,6--23--25,8--28,7--51,2--130,5-
Показать ответ и решение

Относительная влажность вычисляется по формуле:

    p
φ= p-н100%

где p  – парциальное давление паров, pн  – парциальное давление насыщенных паров.
Конденсация начинается при φ= 100%  , то есть давление водяного пара равно давлению насыщенного водяного пара, а так как давление насыщенного пара зависит от температуры, то и при разной плотности водяного пара в воздухе температура начала конденсации пара (точка росы) оказывается различной.
Водяной пар при температуре 14∘C  становится насыщенным, следовательно, давление p  водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при температуре 14∘C  . По таблице давление насыщенного пара при температуре 14∘C  равно p = 16  гПа.
Абсолютная влажность равна плотности водяных паров. Найдём плотность пара при 25∘C  с помощью уравнения Менделеева-Клапейрона.

     m         ρRT
pV = μ-RT ⇒ p= --μ-,

где p  – давление водяного пара, V  – объём комнаты, m  – масса пара, μ  – молярная масса пара, T  – температура в Кельвинах, ρ  – плотность водяных паров.
Для этого запишем два уравнения Менделеева-Клапейрона. Первое для насыщенного пара при 14∘C  и второе пар при 25∘C  . При этом пар изобарически охлаждается, значит, давление в обоих случаях равно p14 = p25 =p  .

     ρн.п.14RT14       ρ25RT25
p14 =----μ----  p25 =--μ----

По таблице плотность насыщенных паров при 14∘C  равна ρн.п.14 = 12,11  г/м3.  Тогда с учётом p14 = p25 = p  , имеем:

         T14           (14+ 273)
ρ25 = ρн.п.14T25 = 12,11 г/м3(25+-273) ≈ 11,7 г/м3.

Давление насыщенного пара при 25∘C  найдём по таблице и оно равно p0 = 32  гПа. Тогда относительная влажность равна:

    p-      16-гПа
φ = p0100% = 32 гПа100% =50%
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное правильное решение, включающее правильный

3

ответ (в данном случае: определена абсолютная и относительаня влажность воздуха)

и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием

наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: уравнение Менделеева-Клапейрона, связь между массой и плотностью, формула относительной влажности. Сказано что такое абсолютная влажность)

Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении

2

имеется один или несколько из следующих недостатков.

В объяснении не указано или не используется одно из физических

явлений, свойств, определений или один из законов (формул),

необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение,

лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим

законом, свойством, явлением, определением и т.п.)

И (ИЛИ)

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но в них содержится один логический недочёт.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение

(возможно, неверные), которые не отделены от решения

и не зачёркнуты.

И (ИЛИ)

В решении имеется неточность в указании на одно из физических

явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для

полного верного объяснения

Представлено решение, соответствующее одному из следующих

1

случаев.

Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение,

но в нём не указаны два явления или физических закона,

необходимых для полного верного объяснения.

ИЛИ

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные

на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.

ИЛИ

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие

к ответу, содержат ошибки.

Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на

решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!