Очередная задача по физике для подготовки к ЕГЭ по теме «Влажность воздуха. Водяные пары». Задача будет интересна всем, кто сдаёт физику и хотел бы разобраться в этой теме.
В вертикальном цилиндрическом сосуде находится воздух, водяной пар и кали воды на стенках сосуда. Поршень начинают медленно поднимать, увеличивая объём сосуда. В середине процесса подъёма поршня, капли воды в сосуде исчезают, температура пара остаётся неизменной в течение всего процесса подъёма поршня. Как будет меняться при этих процессах влажность воздуха в сосуде? Ответ поясните, указав какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.
Данная задача является ещё одним подтверждением, что для того, чтобы правильно отвечать на вопросы по теме «Влажность воздуха», нужно чётко представлять себе все процессы, происходящие в системе, с молекулярной точки зрения.
Как обычно, ответ на вопрос задачи начинаем с анализа начальных условий.
Раз в начальный момент времени в сосуде находится воздух, водяной пар и кали воды на стенках сосуда, следовательно водяные пары являются насыщенными и влажность воздуха в начальный момент времени равна 100%.
В процессе увеличения объёма, количество капелек воды на стенках сосуда будет уменьшаться — капли начнут испаряться. Таким образом в сосуде до середины процесса влажность воздуха будет оставаться 100%: водяной пар и находящаяся там вода будут находится в состоянии динамического равновесия. За счёт испарения концентрация водяных паров в сосуде будет оставаться постоянной.
Как только все капли испаряться, влажность воздуха, по мере поднятия поршня начнёт уменьшаться — водяной пар перестаёт быть насыщенным.
Концентрация водяного пара будет уменьшаться за счёт увеличения объёма сосуда, и, следовательно, парциальное давление водяного пара будет уменьшаться (согласно основного уравнения МКТ — p=nkT), тогда как давление насыщенных водяных паров (табличная величина) при неизменной температуре процесса будет оставаться постоянным.
Поделиться с друзьями
