3- В закрытом цилиндрическом сосуде объемом V=1 л находится влажный воздух. Температура воздуха в сосуде поддерживается равной t=100 ∘С, его давление составляет p=180 кПа.…
3- В закрытом цилиндрическом сосуде объемом V=1 л находится влажный воздух. Температура воздуха в сосуде поддерживается равной t=100 ∘С, его давление составляет p=180 кПа. Известно, что относительная влажность воздуха в сосуде равна 60%. Выберите все верные утверждения из перечисленных ниже. 1) Парциальное давление паров воды в 2 раза меньше парциального давления сухого воздуха. 2) Парциальное давление паров воды в 2 раза больше парциального давления сухого воздуха. 3) Масса паров воды в сосуде больше массы сухого воздуха. 4) Масса паров воды в сосуде меньше массы сухого воздуха. 5) Если объем сосуда уменьшить в 1,5 раза, пары воды станут насыщенными
Для анализа предложенных высказываний нужно сначала рассчитать парциальные давления, используя данные о температуре, давлении и относительной влажности.
- Расчет парциального давления водяного пара:
Для начала необходимо определить давление насыщенного пара при температуре t = 100°C. По таблицам насыщенного водяного пара давление при этой температуре примерно равно 101,3 кПа.
Относительная влажность (φ) определяет отношение парциального давления паров воды (p_в) к давлению насыщенного пара (p_нас):
\[ p_в = φ \cdot p_нас \]
Подставим известные значения:
\[ p_в = 0.6 \cdot 101.3 \text{ кПа} \approx 60.78 \text{ кПа} \]
Теперь можем вычислить парциальное давление сухого воздуха (p_s):
\[ p_s = p - p_в \]
Где p — общее давление (180 кПа):
\[ p_s = 180 \text{ кПа} - 60.78 \text{ кПа} \approx 119.22 \text{ кПа} \]
Анализ утверждений:
Парциальное давление паров воды в 2 раза меньше парциального давления сухого воздуха.
- \( 60.78 \text{ кПа} \) не меньше \( 119.22 \text{ кПа} / 2 \), это неверно.
Парциальное давление паров воды в 2 раза больше парциального давления сухого воздуха.
- Это также неверно, так как \( 60.78 \text{ кПа} < 119.22 \text{ кПа} \).
Масса паров воды в сосуде больше массы сухого воздуха.
- Необходимо рассчитать массы, но обычно при данной влажности и температуре масса водяного пара будет меньше, чем масса сухого воздуха. Это неверно.
Масса паров воды в сосуде меньше массы сухого воздуха.
- Это, скорее всего, верно. Влажный воздух содержит меньше массы водяного пара, чем масса сухого воздуха при данной температуре.
Если объем сосуда уменьшить в 1,5 раза, пары воды станут насыщенными.
- Это не обязательно верно, поскольку для насыщения необходимо, чтобы относительная влажность достигла 100%. Уменьшение объема может привести к увеличению давления, но фактически это не гарантирует, что пары воды станут насыщенными.
Таким образом, истинное утверждение среди предложенных:
- 4) Масса паров воды в сосуде меньше массы сухого воздуха.
