В сосуде под поршнем при температуре 100 находится влажный воздух

В сосуде под поршнем находится влажный воздух с относительной влажностью 60% при постоянной температуре 100 °С. В начальном состоянии его давление составляет Определите, во сколько k раз нужно уменьшить объём в сосуде, чтобы давление возросло в 3 раза?

Давление влажного воздуха равно сумме парциальных давлений воздуха и водяного пара :

При температуре 100 °С давление насыщенных водяных паров равно

При уменьшении объёма в раз парциальное давление воздуха по закону Бойля — Мариотта увеличивается в раз. У водяного пара при уменьшении объёма парциальное давление сначала увеличивается до тех пор, пока не достигнет давления насыщенных паров, после чего его парциальное давление будет оставаться постоянным, а часть пара сконденсируется (изменением объёма влажного воздуха из-за капелек воды можно пренебречь). Таким образом, в конечном состоянии

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;

II) сделан правильный рисунок с указанием хода лучей в линзе; III) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);

IV) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

V) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пунктам II и III, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги.

Отсутствует пункт V, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)

Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Источник статьи: http://phys-ege.sdamgia.ru/problem?id=10450

В сосуде под поршнем при температуре 100 находится влажный воздух

Абсолютная влажность воздуха, находящегося в цилиндрическом сосуде под поршнем, равна Температура газа в сосуде равна 100 °С. Как и во сколько раз требуется изотермически изменить объем сосуда для того, чтобы на его стенках образовалась роса?

1) уменьшить приблизительно в 2 раза

2) увеличить приблизительно в 20 раз

3) уменьшить приблизительно в 20 раз

4) увеличить приблизительно в 2 раза

Абсолютная влажность воздуха — это физическая величина, показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1 воздуха. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе. На стенках сосуда при изотермическом изменении объема начнет образовываться роса после того, как пар достигнет состояния насыщения. Для этого пар надо сжимать. Как известно, кипение начинается, когда давление насыщенных паров сравнивается с внешним давлением. Таким образом, давление насыщенных паров при 100 °С равно нормальному атмосферному давлению, то есть порядка

Вычислим парциальное давление паров воды. Водяной пар подчиняется уравнению состояния идеального газа: Определим сперва, какое давление имеет пар до начала сжатия:

При изотермическом сжатии выполняется закон Бойля-Мариотта: Поэтому объем надо уменьшить в

Источник статьи: http://phys-ege.sdamgia.ru/problem?id=3654

В сосуде под поршнем при температуре 100 находится влажный воздух

В одном сосуде под поршнем находятся только водяной пар при относительной влажности 100 % и вода. Во втором сосуде под поршнем находится только воздух. Объём обоих сосудов изотермически уменьшают в два раза. Начертите график в осях p-V для обоих сосудов и обоснуйте их вид, опираясь на физические законы.

Из уравнения Менделеева-Клапейрона при T = const и = const при уменьшении объёма давление (p) увеличивается. В сосуде с насыщенным водяным паром при уменьшении объёма будет происходить конденсация пара Следовательно, давление в сосуде будет оставаться прежним (p = const).

В сосуде № 2 сухой воздух, далёкий от насыщения, и при уменьшении объёма конденсации не произойдёт. Следовательно, = const и pV = const. При уменьшении объёма давление увеличится.

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: тело начнёт двигаться вверх с ускорением, п. 4) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых величин и законов (в данном случае: закон Ома для полной цепи и участка цепи, условия равновесия тела)

Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеются следующие недостатки.

В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т.п.)

Объяснения представлены не в полном объёме, или в них содержится один логический недочёт

Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев.

Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.

Источник статьи: http://phys-ege.sdamgia.ru/problem?id=19874

Разбор 30-й задачи из ЕГЭ по физке. Термодинамика влажного воздуха, относительная влажность и парциальные давления.

Задача 30 (ЕГЭ по физике). В сосуде под поршнем находится влажный воздух с относительной влажностью 60 % при постоянной температуре 100 °С. В начальном состоянии его давление составляет p = 1.6⋅10⁵ [Па]. Определите, во сколько k раз нужно уменьшить объём в сосуде, чтобы давление возросло в 3 раза?

Довольно сложная задача по термодинамике, где нужно хорошо понимать понятие влажности водяного пара, а также что с ним происходит при сжатии. Также для решения задачи необходимо вспомнить первый закон Дальтона — закон парциальных давлений смесей газов определяющих суммарное давление, который был открыт в 1801 г. и описан в 1802.

Что именно говорит нам закон?

Давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме их парциальных давлений.

В нашей задаче присутствует фраза «влажный воздух». Данную смесь лучше мысленно разделить на сухой воздух и водяной пар. Сделать это необходимо потому, что сухой воздух может увеличить своё давления в k раз при уменьшении объема в k раз, но водяной пар может достигнуть точки насыщения, после которой возможна только конденсация и выпадения росы, но давления будет оставаться равным давлению насыщенного водяного пара при текущей температуре. Именно поэтому общее давление можно представить суммой давлений отдельных компонент.

Дальше нужно расписать состояния газа «до» и «после», вспомнить про условие, в котором сказано об отношении полных давлений и составить систему уравнений, из которой можно найти коэффициент уменьшения объема.

Остальные комментарии на прикрепленной картинке:

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/itmentor/razbor-30i-zadachi-iz-ege-po-fizke-termodinamika-vlajnogo-vozduha-otnositelnaia-vlajnost-i-parcialnye-davleniia-5f761c7a0d5f8951c9cbc87d

В сосуде под поршнем при температуре 100 находится влажный воздух

В закрытом сосуде объёмом 5 литров находится влажный воздух при температуре 100 °С и давлении Па. Относительная влажность воздуха равна 60 %.

Выберите все верные утверждения.

1) В этом сосуде парциальное давление паров воды больше парциального давления воздуха.

2) В этом сосуде парциальное давление паров воды меньше парциального давления воздуха.

3) В этом сосуде масса воздуха меньше массы паров воды.

4) В этом сосуде масса воздуха больше массы паров воды.

5) Если при неизменной температуре увеличить объём сосуда в 5 раз, то относительная влажность воздуха станет равна 100 %.

1. Неверно. Давление насыщенных паров воды при 100 °С равно нормальному атмосферному давлению = 10 5 Па. Найдём парциальное давление водяных паров:

откуда

Найдём также парциальное давление воздуха: (закон Дальтона), откуда То есть парциальное давление воздуха больше парциального давления водяных паров.

3. Неверно. Из уравнения Менделеева-Клапейрона можно выразить массы воздуха и водяных паров.

5. Неверно. Из закона Бойля-Мариотта при то есть если объём увеличивается, то давление должно уменьшаться, а значит и относительная влажность воздуха будет уменьшаться.

Источник статьи: http://phys-ege.sdamgia.ru/problem?id=19664

В сосуде под поршнем при температуре 100 находится влажный воздух

В закрытом сосуде с температурой находится влажный воздух с относительной влажностью воздуха 60% и давлением 100 кПа. Газ изотермически сжали так, что объем стал в 2,5 раза меньше. Во сколько раз нужно увеличить абсолютную температуру газа, не изменяя объема, чтобы получилось такое же конечное давление в сосуде?

Влажный воздух представляет собой смесь воздуха и водяных паров. Так как температура воздуха то давление насыщенного водяного пара равно 100 кПа, в данном случае – давлению влажного воздуха р.

По закону Дальтона давление газа в сосуде равно сумме парциальных давлений:

Из формулы относительной влажности воздуха следует, что давление пара Откуда давление сухого воздуха в сосуде

После изотермического сжатия водяной пар стал насыщенным, его давление стало равным давлению насыщенного пара. Давление сухого воздуха при изотермическом сжатии в 2,5 раза увеличилось в 2,5 раза по закону Бойля-Мариотта Тогда давление влажного воздуха в сосуде стало Таким образом,

При изохорном нагревании по закону Шарля Откуда:

Значит, абсолютную температуру воздуха нужно увеличить в 2 раза.

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: уравнение Клапейрона—Менделеева; относительной влажности; закон Дальтона;

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);

III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и ).

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и(или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Источник статьи: http://phys-ege.sdamgia.ru/problem?id=25414

➤