Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде с поршнем равна 50%. Объем сосуда за счет движения поршня медленно уменьшают при постоянной температуре. В конечном состоянии объем сосуда в 4 раза меньше начального. Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных наблюдений, и укажите их номера. 1)  Плотность пара в сосуде все время увеличивается. 2)  Давление пара сначала увеличивается, а затем остается постоянным. 3)  В конечном состоянии весь пар в сосуде сконденсировался. 4)  После уменьшения объема в 3 раза относительная влажность воздуха в сосуде равна 150%. 5)  В конечном состоянии масса пара в сосуде в 2 раза меньше начальной массы пара.

Классно, давай разберёмся вместе, как решать такие задачи по ЕГЭ по физике. 1) Что у нас дано и что нужно понять - В сосуде с поршнем температура постоянна. - Относительная влажность initial = 50%. Это значит p_v, начальная, равна половине насыщенного парциального давления p_sat(T): p_v0 = 0.5 p_sat. - Объем уменьшают медленно. В конечном состоянии V_final = V0/4. 2) Как решать задачу по шагам - В начале есть вода и водяной пар. При сжатии давление пара растёт, пока не достигнет p_sat (насыщение). Тогда начинается конденсация: любое дальнейшее уменьшение объёма будет сопровождаться тем, что часть пара конденсируется, и p_v остаётся равным p_sat. - После достижения насыщения давление пара становится постоянным (равным p_sat) и остаётся таким до конца процесса, пока не закончится пар или не изменится T. - Плотность водяного пара ρ_v = m_v/V связана с p_v через уравнение состояния для водяного пара: p_v V = m_v R_w T, где R_w — газовая постоянная водяного пара (R/M_w). При p_v постоянном после насыщения масса пара уменьшается пропорционально объёму, т.е. m_v пропорциональна V. 3) Применяем к числам - Изначально: p_v0 = 0.5 p_sat, V = V0, масса пара m_v0 = p_v0 V0 /(R_w T) = 0.5 p_sat V0 /(R_w T). - КогдаVolume уменьшается до V = V0/2: система достигает насыщения, потому что p_v достигает p_sat. Тогда m_v на этом моменте: m_v = p_sat (V0/2)/(R_w T) = 0.5 p_sat V0 /(R_w T) = m_v0. То есть масса пара не изменилась к моменту перехода в saturated. - Далее, при ещё большем уменьшении объёма (V < V0/2) конденсация идёт, p_v остаётся равным p_sat. В конечном состоянии V_final = V0/4, поэтому масса пара окончательно m_v_final = p_sat (V0/4)/(R_w T) = (1/2) m_v0. 4) Оценка утверждений - 1) Плотность пара всё время увеличивается — неверно. До момента насыщения p_v растёт, значит ρ_v растёт, но после достижения насыщения пара конденсируется, и p_v держится на p_sat, следовательно ρ_v перестаёт расти и становится постоянной (во время конденсации ρ_v не растёт). В итоге утверждение ложно. - 2) Давление пара сначала увеличивается, а затем остаётся постоянным — верно. Это exactly то, что происходит при достижении насыщения и дальнейшем конденсировании. - 3) В конечном состоянии весь пар в сосуде сконденсировался — неверно. Как мы посчитали, в финале масса пара уменьшилась в 2 раза по отношению к началу, но не исчезла полностью. Слишком радикальная формулировка. - 4) После уменьшения объёма в 3 раза относительная влажность равна 150% — неверно. RH не может быть выше 100% в условиях равновесия при той же T; 100% — предел насыщения. - 5) В конечном состоянии масса пара в сосуде в 2 раза меньше начальной — верно. m_v_final = m_v0/2, как и посчитали. 5) Ответ к задаче Правильные утверждения: 2 и 5. 6) Где твой ответ «14» и почему он не подходит - Ты выбрал 1 и 4. Как объяснялось выше, 1 неверно потому что после насыщения плотность пара перестаёт расти и становится постоянной, а 4 некорректно — RH не может достигать 150% в этом процессе. Поэтому твой выбор не совпадает с верным. Хочешь, попробуем ещё одну похожую задачу на закрепление, чтобы было твёрдо в памяти? Также скажи, понравилось ли объяснение — поставь лайк или дизлайк.