В вертикальном цилиндрическом сосуде под легкоподвижным поршнем находится влажный воздух. На графике, изображающем зависимость давления р насыщенного водяного пара от температуры 1, точкой А обозначено состояние пара, находящегося в этом сосуде. р. кла 160 140 120 100 80 60 40 20 A + 20 30 40 ++ 50 60 + 70 80 90 0 10 100 110 t °C 1. Чему равна относительная влажность воздуха в этом сосуде? 2. На сколько градусов по шкале Цельсия надо понизить температуру в этом сосуде, чтобы в нём начала выпадать роса? Принять во внимание, что до выпадения росы давление пара под поршнем остаётся постоянным. 3. Какой станет относительная влажность воздуха в этом сосуде, если при постоянной температуре воздух сжать, изменив его объём в 3 раза? Считать известным, что при сжатии постоянной массы газа (пара) при постоянной температуре произведение его давления р и его объёма Ѵ остаётся постоянным ( PV = const). Ответ округли до целого значения.

Для решения поставленных вопросов необходимо использовать знания о свойствах водяного пара и принципах термодинамики. Давайте рассмотрим каждый вопрос по порядку.

1. Чему равна относительная влажность воздуха в этом сосуде?

Относительная влажность (ϕ) определяется как отношение давления водяного пара в воздухе (p) к максимально возможному давлению водяного пара при данной температуре (p_нас). Это можно выразить формулой:

\[ \phi = \frac{p}{p_{\text{нас}}} \times 100\% \]

На графике нам необходимо найти значение давления водяного пара (p) в точке А и сравнить его с давлением насыщенного водяного пара (p_нас) при данной температуре (t).

1. Найдите значение p в точке А по оси давления.
2. Определите p_нас для температуры, соответствующей точке А, также по графику.
3. Подставьте найденные значения в формулу для вычисления относительной влажности.

2. На сколько градусов по шкале Цельсия надо понизить температуру в этом сосуде, чтобы в нём начала выпадать роса?

Для того чтобы роса начала выпадать, температура воздуха должна достигнуть точки росы, что происходит, когда относительная влажность воздуха достигает 100%. Это означает, что давление водяного пара (p) должно совпасть с давлением насыщенного водяного пара (p_нас) при новой температуре.

1. Сохраните постоянным давление водяного пара под поршнем (p).
2. Найдите на графике температуру (T_росы), при которой p_нас соответствует давлению p.
3. Для этого по графику определите, на сколько градусов нужно понизить температуру, чтобы достичь T_росы. Используйте разницу между первоначальной температурой (T_нач) и T_росы.

3. Какой станет относительная влажность воздуха в этом сосуде, если при постоянной температуре воздух сжать, изменив его объём в 3 раза?

Согласно закону Бойля-Мариотта, если мы сжимаем газ, его давление увеличивается (при постоянной температуре):

\[ P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2 \]

где V_2 = V_1 / 3. Это можно записать как:

\[ P_2 = 3 \cdot P_1 \]

Теперь, чтобы найти новую относительную влажность:

1. Поскольку p_нас не изменится, мы будем использовать новое давление p_2.
2. Относительная влажность, когда давление увеличено, станет:

\[ \phi_2 = \frac{P_2}{p_{\text{нас}}} \times 100\% \]

Теперь вы можете подставить p_1 в формулу и решить для φ₂.

В итоге вам останется только подставить координаты из графика и провести все вычисления, чтобы получить окончательные результаты. Если у вас возникнут трудности с подсчетами или интерпретацией данных, будет полезно обратиться к дополнительным материалам или вашим преподавателям для уточнений. Успехов в учебе!