
В герметичном сосуде находится влажный воздух под давлением 100 кПа и температурой Если изотермически уменьшить объем в 3 раза, давление станет таким же, как если бы изохорно увеличить температуру в 1,6 раз. Найти начальную относительную влажность воздуха.
Решение. Влажный воздух представляет собой смесь воздуха и водяных паров. Поскольку температура воздуха то давление насыщенного водяного пара равно 100 кПа, в данном случае — давлению влажного воздуха p.
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. Если бы он не стал насыщенным, то давление воздуха изотермически возросло в 3 раза, давления сухого воздуха и водяных паров возросли бы в 3 раза. Однако при изохорном нагревании по закону давление влажного воздуха возросло в 1,6 раз. Отсюда делаем вывод, что пар стал насыщенным.
Давление сухого воздуха при изотермическом сжатии в 3 раза увеличилось в 3 раза по закону Бойля — Мариотта
Тогда давление влажного воздуха в сосуде стало
Таким образом,
При изохорном нагревании по закону Шарля Следовательно, давление влажного воздуха увеличилось в 1,6 раз:
Отсюда
Ответ: 80%.
| 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; условие равновесия тела, движущегося поступательно); 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 расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3 |
| 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 объеме или отсутствуют. ИЛИ В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). ИЛИ В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца. ИЛИ Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2 |
| 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. ИЛИ 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. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
PDF-версии: