Задание 24 ЕГЭ по физике · 060CB2
Тепловой баланс и тепловое равновесие
В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделённый от атмосферы столбиком ртути длиной l = 76 мм. Когда трубка лежит горизонтально, относительная влажность воздуха φ1 в ней равна 80%. Какой станет относительная влажность этого воздуха φ2 , если трубку поставить вертикально, открытым концом вниз? Атмосферное давление равно
760 мм рт. ст. Температуру считать постоянной.
760 мм рт. ст. Температуру считать постоянной.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
В горизонтальном положении давление воздуха в трубке равно атмосферному, поскольку столбик ртути не создаёт разности давлений по горизонтали.
p1=pатм=760 ммрт.ст.
После установки трубки вертикально открытым концом вниз атмосферное давление действует на нижнюю поверхность ртути, поэтому давление воздуха над ртутью уменьшается на давление столбика ртути.
p2=pатм−ρgh=760−76=684 ммрт.ст.
Температура и количество воздуха постоянны, поэтому для всего воздуха выполняется закон Бойля—Мариотта.
p1V1=p2V2
Давление насыщенного пара при постоянной температуре не изменяется. Количество водяного пара также постоянно, поэтому его парциальное давление обратно пропорционально объёму воздуха.
pп,2=pп,1V1V2=pп,1p2p1
Относительная влажность равна отношению парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара. Следовательно, относительная влажность изменится в той же пропорции, что и парциальное давление водяного пара.
φ2=φ1p2p1=0,80⋅684760=0,72
p1=pатм=760 ммрт.ст.
После установки трубки вертикально открытым концом вниз атмосферное давление действует на нижнюю поверхность ртути, поэтому давление воздуха над ртутью уменьшается на давление столбика ртути.
p2=pатм−ρgh=760−76=684 ммрт.ст.
Температура и количество воздуха постоянны, поэтому для всего воздуха выполняется закон Бойля—Мариотта.
p1V1=p2V2
Давление насыщенного пара при постоянной температуре не изменяется. Количество водяного пара также постоянно, поэтому его парциальное давление обратно пропорционально объёму воздуха.
pп,2=pп,1V1V2=pп,1p2p1
Относительная влажность равна отношению парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара. Следовательно, относительная влажность изменится в той же пропорции, что и парциальное давление водяного пара.
φ2=φ1p2p1=0,80⋅684760=0,72
Пример ответа
Относительная влажность воздуха станет равной φ2 = 72%.
Источник: Открытый банк ФИПИ 060CB2
Похожие задания
24В комнате размерами 4×5×3 м, в которой воздух имеет температуру 10 °C и относительную влажность 30%, включили…Тепловой баланс и тепловое равновесие · 211F3424Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. Объём каждого сосуда <?import…Тепловой баланс и тепловое равновесие · AE8A4A24Два сосуда объёмами 20 л и 30 л, соединённые трубкой с краном, содержат влажный воздух при комнатной…Тепловой баланс и тепловое равновесие · D0DE0524Три одинаковых сосуда, содержащих разреженный газ, соединены друг с другом трубками малого диаметра: первый…Изменение количества газа · 003B5124Закрытый сверху вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный воздухом, разделён тяжёлым поршнем, способным…Количество удалённого воздуха · 05A6DD24Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится ν1 =2…Равновесие двух газов · 075E84
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.