Тип 24 № 30001 
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого уровня). Тепловой баланс, тепловое равновесие
i
В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделенный от атмосферы столбиком ртути длиной l = 76 мм. Когда трубка лежит горизонтально, относительная влажность воздуха 
в ней равна 80%. Какой станет относительная влажность этого воздуха 
если трубку поставить вертикально, открытым концом вниз? Атмосферное давление равно 760 мм рт. ст. Температуру считать постоянной.
Решение. 1. Относительная влажность воздуха в трубке в первом случае: 
где p1 — давление водяных паров в трубке, pн — давление насыщенных водяных паров при той же температуре. Для второго случая относительная влажность воздуха в трубке: 
где p2 — парциальное давление водяных паров в трубке.
2. Давление влажного воздуха в первом случае равно атмосферному давлению: 
а во втором случае — 
где ρ — плотность ртути, а l — длина столбика ртути. Заметим, что 
где H = 760 мм.
3. Объем влажного воздуха при изменении положения трубки изменился так, как изменились длины столбиков воздуха, запертых ртутью. Считаем влажный воздух идеальным газом. Поэтому по закону Бойля — Мариотта можем записать:
4. Из уравнения Клапейрона — Менделеева следует, что:
где p — парциальное давление водяного пара, pвл — давление влажного воздуха, ν — количество моль водяного пара в трубке, νсв — количество моль сухого воздуха в трубке. Отсюда следует, что:
Поэтому 
и для изотермического процесса для парциальных давлений водяного пара имеем:
5. После объединения записанных выше уравнений получим выражение для относительной влажности воздуха во втором случае:
Ответ: 
Спрятать критерииКритерии проверки:| 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: выражение для относительной влажности воздуха для двух случаев, формулы для давления влажного воздуха для двух случаев, формула гидростатического давления жидкости, уравнение Клапейрона-Менделеева, закон Бойля — Мариотта); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) представлены необходимые математические преобразования и расчеты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ. | 3 |
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачеркнуты. И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (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 и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ 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. ИЛИ 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. | 1 |
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
Ответ:
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 
