Тема . №21 Качественная задача

.03 Молекулярная физика. Влажность

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#101232

В сосуде, закрытом поршнем, находится при комнатной температуре водяной пар, относительная влажность которого равна 25%, а масса пара равна m  . Поршень медленно вдвигают в сосуд, уменьшая его объём в 8 раз, при постоянной температуре. Нарисуйте график зависимости:
1) концентрации водяных паров в сосуде в этом процессе от объёма сосуда;
2) давления водяных паров в сосуде в этом процессе от объёма сосуда;
3) относительной влажности в сосуде в этом процессе от объёма сосуда;
4) массы жидкости в сосуде в этом процессе от объёма сосуда;
5) массы пара в сосуде в этом процессе от объёма сосуда.

Источники: Школково, тренировочная задача

Показать ответ и решение

Пусть начальная масса пара, концентрация пара и давление пара равны m0  , n0  и p0  соответственно, а конечный объём равен V0  .
Относительная влажность равна:

φ = pпара
    pн.п.

где p
 н.п.  кПа – давление насыщенных паров, p
 пара  – давление пара.
Если температура постоянна, то pн.п. = const  . Давление насыщенного пара равно:

      p0
pн.п. = φ0 = 4p0,

где φ0  – начальная относительная влажность.
Чтобы пар начал конденсироваться его давление должно возрасти в 4 раза при постоянной температуре (изотермический процесс), значит, объём должен уменьшиться в 4 раза. То есть пар начнет конденсироваться (давление станет равным давлению насыщенных паров) при 2V0  .

PIC

Относительная влажность до процесса конденсации пропорциональна давлению водяного пара φ∼ pпара  , то есть до объёма      2V0  график представляет собой гиперболу (как и изотерма в координатах p− V  ). А при дальнейшем сжатии относительная влажность будет постоянной и равной 1.

PIC

Масса пара также не изменяется до начала процесса конденсации (горизонтальный отрезок). В дальнейшем запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для водяного пара:

        mпараRT
pн.п.V = ---μ----

При постоянном давлении и температуре масса пара будет уменьшаться, при этом mпара ∼ V  прямая пропорциональность, значит, при уменьшении объёма в 2 раза (от 2V
  0  до V
 0  ) масса пара также уменьшится в 2 раза.

PIC

Масса жидкости до процесса конденсации равна нулю (пар не начал конденсироваться). После начала процесса конденсации пар конденсируется в жидкость и масса жидкости увеличивается на ту величину, на которую уменьшается масса пара.

PIC

Концентрация равна

n = N-пара,
      V

где N
 пара  – количество молекул водяного пара.
До процесса конденсации концентрация также будет расти по гиперболы, пока не достигнет концентрации 4n0  . В дальнейшем концентрация перестает меняться (концентрация насыщенного пара).

PIC

Ответ:

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!