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#26354

В герметичном сосуде влажный воздух давлением 100 кПа, температурой   ∘
100C  , если изотермически уменьшить объём в 3 раза давление станет таким же, как если бы изохорно увеличить температуру в 1,6 раз. Найти начальную относительную влажность воздуха.

Показать ответ и решение

Влажный воздух представляет собой смесь воздуха и водяных паров. Так как температура воздуха    ∘
100 C  , то давление насыщенного водяного пара равно 100 кПа, в данном случае – давлению влажного воздуха p  .

По закону Дальтона давление газа в сосуде равно сумме парциальных давлений:

p= p1возд+ pпара,

где p1возд  – давление воздуха, pпара  – давление водяного пара.
Давление пара можно выразить из формулы относительной влажности:

φ = pпара ⇒ pпара = φ ⋅pн.п.,
    pн.п.

где pн.п. = p= 100  кПа – давление насыщенных паров, φ  – относительная влажность.
Тогда давление сухого воздуха равно:

p1возд = p(1 − φ ).

При изотермическом сжатии давление насыщенных паров не изменяется. Давление сухого воздуха при изотермическом сжатии по закону Бойля-Мариотта должно возрасти в 3 раза pV = const  , p2возд =3p1возд.  При этом если пар не становится насыщенным, то давление водяных паров тоже должно возрасти в 3 раза и давление влажного воздуха тоже возрастает в 3 рааз.
При изохорном нагревании справедлив закон Шарля: p-
T = const.  Следовательно, давление влажного воздуха возрастает в 1,6 раз

p2 = 1,6p (1)

Значит, наше предположение, что в первом случае пар не становится насыщенным ложно и пар стал насыщенным. Тогда

p2 = p2возд+ pн.п. =3p1возд+ p= 3(1− φ)p+ p= (4− 3φ )p. (2)

Приравняем (1) и (2):

1,6p = p(4 − 3φ)⇒ φ= 0,8= 80%.
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: закон Дальтона, формула относительной влажности воздуха, закон Бойля – Мариотта, закон Шарля, связь между температурой и давлением водяного пара);

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!