шишкина_семинар 02

Задача 5 Условие Во вторник и в среду температура воздуха была одинаковой. Парциальное давление водяного пара в атмосфере во вторник было меньше, чем в среду. Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения по поводу этой ситуации. Относительная влажность воздуха во вторник была меньше, чем в среду. Масса водяных паров, содержащихся в 1 м$^3$ воздуха, во вторник была больше, чем в среду. Плотность водяных паров, содержащихся в воздухе, во вторник и в среду была одинаковой. Давление насыщенных водяных паров во вторник было больше, чем в среду. Концентрация молекул водяного пара в воздухе во вторник была меньше, чем в среду. Решение Относительная влажность воздуха связана с парциальным давлением пара при некоторой температуре и давлением насыщенных паров при той же температуре соотношением $$ \varphi = \frac{p}{p_{нас}}\cdot 100%. $$ Проверим правильность утверждений. 1. Так как парциальное давление во вторник было ниже, чем в среду, то относительная влажность воздуха во вторник была меньше, чем в среду. Утверждение верно. 2. Согласно уравнению Менделеева – Клапейрона, при равной температуре и одинаковом объеме большему давлению отвечает большая масса газа. Утверждение неверно. 3. Так как различается масса водяных паров, содержащихся в воздухе в эти дни, то и плотность водяных паров будет различна во вторник и среду. Утверждение неверно. 4. При неизменности температуры давление насыщенного пара остается постоянным. Утверждение неверно. 5. Концентрация молекул водяного пара в воздухе во вторник была меньше, чем в среду. Утверждение верно. Ответ: верны утверждения 1 и 5. Задача 6 Условие На рисунке показан фрагмент графика зависимости давления $p$ насыщенного водяного пара от температуры $t$. Точки $A$ и $B$ на этом графике соответствуют значениям давления и температуры в сосудах с водяным паром $A$ и $B$ соответственно. Выберите все верные утверждения на основании анализа представленного графика. Относительная влажность в сосуде $A$ меньше относительной влажности в сосуде $B$. Для того чтобы в сосуде $A$ выпала роса, необходимо, не изменяя давления в этом сосуде, уменьшить температуру в нем менее чем на 2 , 5 градуса. Для того чтобы в сосуде $B$ выпала роса, необходимо, не изменяя температуру в этом сосуде, увеличить давление в нем на 12 кПа. Абсолютная влажность в сосуде $A$ равна 1 , 23 кг/м$^3$. Абсолютная влажность в сосуде $B$ равна 0 , 16 кг/м$^3$. Решение 1. Относительной влажностью называют отношение давления пара к давлению насыщенного пара при той же температуре: $$ \varphi = \frac{p}{p_{нп}}\cdot 100%. $$ В сосуде $A$ относительная влажность составляет $\varphi = \dfrac{48}{58}\cdot 100% \approx 83%$. В сосуде $B$ относительная влажность составляет $\varphi = \dfrac{26}{38}\cdot 100% \approx 68%$. Утверждение неверно. 2. Для того чтобы в сосуде $A$ выпала роса, необходимо, не изменяя давления в этом сосуде, уменьшить температуру на 5 градусов. Утверждение неверно. 3. Для того чтобы в сосуде $B$ выпала роса, необходимо, не изменяя температуру в этом сосуде, увеличить давление в нем на 12 кПа. Утверждение верно. 4. Абсолютная влажность воздуха – физическая величина, показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1 м$^3$ воздуха. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе. Водяной пар подчиняется уравнению состояния идеального газа: $$ pV = \frac{m}{\mu}RT \Leftrightarrow \rho = \frac{m}{V} = \frac{p\mu}{RT}. $$ Абсолютная влажность в сосуде $A$ равна: $$ \rho = \frac{48\cdot 10^3 \cdot 18\cdot 10^{-3}}{8{,}31\cdot 358} = 0{,}29 кг/м^3. $$ Утверждение неверно. 5. Абсолютная влажность в сосуде $B$ равна 0 , 16 кг/м$^3$. Утверждение верно. Ответ: верны утверждения 3 и 5. Задача 7 Условие В стеклянную колбу налили немного воды и герметично закрыли ее пробкой. Вода постепенно испарялась. На рисунке показан график изменения со временем $t$ концентрации $n$ молекул водяного пара внутри колбы. Температура в колбе в течение всего времени проведения опыта оставалась постоянной. В конце опыта в колбе еще оставалась вода. Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения относительно описанного процесса. На участке 1 водяной пар ненасыщенный, а на участке 2 насыщенный. На участке 2 давление водяных паров не менялось. На участке 1 плотность водяных паров уменьшалась. На участке 2 плотность водяных паров увеличивалась. На участке 1 давление водяных паров уменьшалось. Решение 1. На участке 1 давление пара меняется, а на участке 2 – уже нет, следовательно, на участке 1 пар ненасыщенный, а на участке 2 – насыщенный. Утверждение верно. 2. Как известно из первого пункта, на участке 2 пар насыщенный, значит, его давление не изменяется. Утверждение верно. 3. Плотность водяных паров изменяется пропорционально концентрации, следовательно, при увеличении концентрации плотность водяных паров также увеличивается. Утверждение неверно. 4. Как известно из первого пункта, пар на участке 2 – насыщенный, следовательно, его плотность на участке 2 не изменяется. Утверждение неверно. 5. Давле...