Задание 24 ЕГЭ по физике · A099EB
Газ под поршнем: механическое равновесие
В сосуде под поршнем находится влажный воздух при давлении р1 = 120 кПа и температуре t = 80 oC с относительной влажностью j = 70%. Объём под поршнем уменьшают в три раза при постоянной температуре. Каким станет давление влажного воздуха под поршнем? Давление насыщенных паров воды рн при температуре t = 80 oC равно 47,3 кПа.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Начальное парциальное давление водяного пара определяем по относительной влажности:
pп1=φpн=0,70⋅47,3=33,11 кПа
Начальное парциальное давление сухого воздуха равно разности общего давления и давления пара:
pс1=p1−pп1=120−33,11=86,89 кПа
При постоянной температуре и уменьшении объёма в три раза парциальное давление сухого воздуха увеличивается в три раза:
pс2=3pс1=3⋅86,89=260,67 кПа
Если бы конденсации не произошло, давление водяного пара также увеличилось бы втрое:
pп2′=3pп1=3⋅33,11=99,33 кПа
Полученное значение превышает давление насыщенного пара 47,3 кПа, поэтому часть водяного пара конденсируется. В конечном состоянии давление пара равно давлению насыщенного пара:
pп2=pн=47,3 кПа
Итоговое давление влажного воздуха равно сумме парциальных давлений:
p2=pс2+pп2=260,67+47,3=307,97 кПа≈308 кПа
pп1=φpн=0,70⋅47,3=33,11 кПа
Начальное парциальное давление сухого воздуха равно разности общего давления и давления пара:
pс1=p1−pп1=120−33,11=86,89 кПа
При постоянной температуре и уменьшении объёма в три раза парциальное давление сухого воздуха увеличивается в три раза:
pс2=3pс1=3⋅86,89=260,67 кПа
Если бы конденсации не произошло, давление водяного пара также увеличилось бы втрое:
pп2′=3pп1=3⋅33,11=99,33 кПа
Полученное значение превышает давление насыщенного пара 47,3 кПа, поэтому часть водяного пара конденсируется. В конечном состоянии давление пара равно давлению насыщенного пара:
pп2=pн=47,3 кПа
Итоговое давление влажного воздуха равно сумме парциальных давлений:
p2=pс2+pп2=260,67+47,3=307,97 кПа≈308 кПа
Пример ответа
Давление влажного воздуха станет примерно равным 308 кПа; при этом часть водяного пара сконденсируется.
Источник: Открытый банк ФИПИ A099EB
Похожие задания
24Закрытый вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный идеальным газом, разделён на две части тяжёлым…Газ под поршнем: механическое равновесие · 0EEB9424Сосуд объёмом 10 л содержит смесь водорода и гелия общей массой 2 г при температуре 27 °С и давлении 200 кПа.…Газ под поршнем: механическое равновесие · E936E124Три 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 · 05A6DD24В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделённый от атмосферы столбиком ртути длиной l…Тепловой баланс и тепловое равновесие · 060CB224Два 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.