
В сосуде под поршнем находится воздух с относительной влажностью Объем воздуха изотермически уменьшили в 4 раз. Какая часть α исходного количества водяных паров сконденсировалась при сжатии?
Решение. Из формулы относительной влажности находим, что давление водяных паров в сосуде равнялось
Так как сжатие воздуха происходило изотермически, то давление насыщенного пара не изменялось, а парциальное давление пара увеличивалось до тех пор, пока он не стал насыщенным. Из закона Бойля–Мариотта для изотермического процесса
следует, что объем пара уменьшился в
раза, где
— первоначальный объем воздуха в сосуде.
Давление насыщенного пара не зависит от объема, поэтому при дальнейшем уменьшении объема еще в 2 раза происходило уменьшение массы водяных паров. Запишем уравнение Клапейрона−Менделеева для этих двух состояний пара при неизменной температуре T:
где m1 и m1 — массы водяного пара в начальном и конечном состояниях. Из этих уравнений получаем соотношение
Тогда искомая величина равна:
Ответ:
| 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) 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); III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, 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 объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. 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 нём 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 |
PDF-версии: