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#14558

Определить массу воды m  , которую теряет человек за τ =1  ч в процессе дыхания, исходя из следующих данных. Относительная влажность вдыхаемого воздуха f1 = 60%  , относительная влажность выдыхаемого воздуха f2 = 100%  . Человек делает в среднем n = 15  вдохов в минуту, выдыхая каждый раз V = 2,5  л воздуха. Температура вдыхаемого и выдыхаемого воздуха принять t= 36∘C  ; давление насыщенного водяного пара при этой температуре pн = 5,9  кПа. Молярная масса воды M = 18  г/моль, универсальная газовая постоянная R = 8,3  Дж/(моль⋅ К).

Источники: Основная волна 2020

Показать ответ и решение

Относительная влажность равна:

    p
f = pн ⋅100%,

где p  – давление газа.
Тогда для вдыхаемого и выдыхаемого воздуха давление равно

p = 0,6p
 1     н

p2 = pн

По уравнению Клапейрона– Менделеева:

pV = νRT = m-RT,
           M

где ν  – количество вещества, m  – масса газа, T  – температура в Кельвинах.
Выразим массу водяных паров

    pVM
m = -RT--

Откуда изменение массы за 1 вдох

               p2VM    p1V M    VM        2,5⋅10−3 м3⋅18⋅10−3 кг/моль          3          −5
Δm  = m2 − m1 =-RT-- − -RT-- = RT-0,4pн =---8,3Дж/-(м-оль⋅К)⋅309 К---⋅0,4⋅5,9⋅10 Па =4,1⋅10   кг

Это потеря за 1 вдох и выход, за час делается N = 60⋅n = 900  вдохов. Откуда потери за час

                        −5
ΔM  = 900Δm = 900⋅4,1⋅10  кг= 0,0369 кг= 37 г
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: формула относительной влажности, уравнение Менделеева-Клапейрона, формула изменения массы за один вдох, формула для нахождения числа вдохов за час);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования и

расчёты, приводящие к правильному числовому ответу

(допускается решение «по частям» с промежуточными

вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

искомой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования, но имеется один или несколько из следующих

недостатков

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,

неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены

в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не

доведены до конца.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие

физические законы, применение которых необходимо для решения

задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,

направленных на решение задачи, и ответа.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая

для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения),

но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися

формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи

(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена

ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с

имеющимися формулами, 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!