Тема . №24 МКТ. Термодинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.03 Влажность. Водяной пар

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №24 мкт. термодинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#117956

В цилиндре с вертикальными гладкими стенками под покоящимся поршнем находятся вода и влажный воздух при температуре t1 = 100∘C  . Площадь поршня S = 100 см2  , масса M  поршня такова, что Mg = 0,5P0S  , здесь P0 = 1,0 ⋅105 Па  - давление в окружающей атмосфере. Высота поршня над поверхностью воды H = 20 см  . Температуру в цилиндре медленно уменьшили до t2 = 7∘C  . Давление водяного пара при t2 = 7∘C  считайте пренебрежимо малым. Универсальная газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль⋅К )  . Молярная масса воды μ1 =18 г/м оль  .
1. Найдите парциальное давление PCB  сухого воздуха в цилиндре под поршнем при        ∘
t1 = 100 C  .
2. На каком расстоянии h  от поверхности воды остановится поршень при     ∘
t2 = 7C  ?

Источники: («Физтех», 2019, 10)

Показать ответ и решение

1) Из второго закона Ньютона

                                            5
(pсв +p0)S = p0S+ Mg ⇒ pсв =Mg  = 0,5P0 = 0,6⋅10 П а

2) Найдем конечное давление сухого воздуха в конце процесса из второго закона Ньютона

                  ′
pсв’S = p0S+ Mg ⇒ pсв = 1,5P0

Также запишем уравнение Клапейрона–Менделеева для начального и конечного состояний

(  ′
{ pсвSh = νRT2   ⇒  p′свh-= T2
( pсвSH  =νRT1      pсвH   T1

Откуда можно выразить искомую величину

h= pс′вT2H = 0,5p0⋅280 К-20 см ≈ 5 см
   pсвT1    1,5p0⋅373 К
Ответ:

1)PCB = 0,5P0; 2)h ≈ 5 см

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!