5. В сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится воздух с относительной влажностью 40 % при температуре 100 °С. Давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно 10…
5. В сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится воздух с относительной влажностью 40 % при температуре 100 °С. Давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно 10 Па. Объем сосуда медленно уменьшают, сохраняя температуру воздуха постоянной. В конечном состоянии объем сосуда в 4 раза меньше начального. Выберите все верные утверждения, которые соответствуют результатам проведенного эксперимента. 1. При уменьшении объема сосуда в 2 раза относительная влажность воздуха увеличилась до 80%. 2. При уменьшении объема сосуда в 3 раза парциальное давление пара равно 100 кПа. 3. Концентрация пара в сосуде все время увеличивается. 4. В конечном состоянии пар в сосуде является ненасыщенным. 5. При уменьшении объема сосуда в 2 раза сконденсировалась половина пара.
Давайте проанализируем предложенные утверждения по порядку:
При уменьшении объема сосуда в 2 раза относительная влажность воздуха увеличилась до 80%.
- Начальная относительная влажность 40 % при температуре 100 °C. Давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно 10 Па. Если объем уменьшается в 2 раза, то при постоянной температуре парциальное давление остается прежним, так как температура и количество вещества (в данном случае водяного пара) не меняются. Следовательно, относительная влажность станет: \( \frac{10}{(10 \, \text{Па})} = 100\% \), а не 80%. Это утверждение неверно.
При уменьшении объема сосуда в 3 раза парциальное давление пара равно 100 кПа.
- Поскольку парциальное давление водяного пара зависит от температуры и количества вещества, и, следовательно, не изменится при изменении объема сосуда, парциальное давление останется равным 10 Па, а не 100 кПа. Это утверждение неверно.
Концентрация пара в сосуде все время увеличивается.
- При уменьшении объема сосуда количество водяного пара в нем остается тем же, следовательно, концентрация не может увеличиваться. Это утверждение неверно.
В конечном состоянии пар в сосуде является ненасыщенным.
- В конечном состоянии объем сосуда уменьшен в 4 раза, что приведет к увеличению парциального давления водяного пара. При этом при температуре 100 °C, если парциальное давление превышает давление насыщенного водяного пара, который равен 10 Па, то он будет в состоянии перенасыщения, и это приведет к конденсации. Это утверждение неверно.
При уменьшении объема сосуда в 2 раза сконденсировалась половина пара.
- При уменьшении объема в 2 раза, если первоначальное давление водяного пара 10 Па и оно остается на этом уровне, то при уменьшении объема пара до 5 Па половина действительно сконденсируется. Это утверждение верно.
Таким образом, верным является только утверждение 5.
