Три пятилитровых сосуда заполнены водой с температурой



Три пятилитровых сосуда заполнены водой с температурой

Задание 27. Стеклянный сосуд, содержащий воздух с относительной влажностью 50 % при t1 = 30 °С, плотно закрыли крышкой и нагрели до t2 = 50 °С. Опираясь на законы молекулярной физики, объясните, как изменятся при этом парциальное давление водяного пара и относительная влажность воздуха в сосуде.

Учитывая, что сосуд с паром жесткий, получаем изохорный процесс, при котором объем остается неизменным. Тогда из уравнения Менделеева-Клайперона следует отношение

,

где — парциальные давления паров при температурах соответственно. При увеличении температуры получаем, что и из соотношения следует, что и , то есть давление увеличивается.

При увеличении температуры плотность насыщенного пара будет увеличиваться, а плотность пара в сосуде не изменяется (так как сосуд герметичный, масса газов не меняется). Так как относительная влажность воздуха определяется выражением

,

то относительная влажность воздуха уменьшится.

Ответ: парциальное давление увеличится, относительная влажность уменьшится.

Источник статьи: http://self-edu.ru/ege2017_phis_30.php?id=1_27

Три пятилитровых сосуда заполнены водой с температурой

2019-11-20
Три одинаковых сообщающихся сосуда частично заполнены водой (рис.). Когда в левый сосуд налили слой керосина высотой $H_ <1>=20 см$, а в правый высотой $H_ <2>= 25 см$, то уровень воды в среднем сосуде повысился. На сколько повысился уровень воды в среднем сосуде?

Предположим, что в левом сосуде уровень воды понизился на $h_<1>$, а в правом — на $h_<2>$. Тогда в среднем сосуде уровень воды повысится на $h_ <1>+ h_<2>$ и будет выше, чем в правом, на $2h_ <2>+ h_<1>$ и выше, чем в левом, на $2h_ <1>+ h_<2>$. Так как жидкости находятся в равновесии, то давление столбов воды равно давлению столбов керосина:

$g rho_<в>(2h_ <2>+ h_<1>) = g rho_<к>H_<2>$ и $g rho_<в>(2h_ <1>+ h_<2>) = g rho_<к>H_<1>$.

где $rho_<в>$ — плотность воды и $rho_<к>$ — плотность керосина, или

Подставив числовые значения и решив эту систему уравнений, определим: $h_ <1>= 4 см$ и $h_ <2>= 8 см$. Откуда $h_ <1>+ h_ <2>= 12 см$.

Источник статьи: http://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-11535

Три пятилитровых сосуда заполнены водой с температурой

В прочный сосуд объёмом V = 1 л с герметично закрывающейся крышкой налили 800 г воды при температуре T = 0 °C и при нормальном атмосферном давлении p = 1 атм, завинтили крышку и поставили нагреваться на газовую плиту. Когда вода нагрелась до 100 °C, сосуд переместили в морозильник и дождались, когда вода полностью замёрзнет. Какое давление при этом установится в сосуде? Нарисуйте примерный график зависимости давления p в этом сосуде, выраженного в атмосферах, от времени t. Давлением паров воды при температуре T = 0 °C по сравнению с 1 атм можно пренебречь, как и тепловым расширением воды при её нагревании. Значения давления в характерных точках, используемых для построения графика, можно округлять до десятых долей атм. Плотность льда равна 0,9 г/см 3 .

1. Начальное давление в сосуде, очевидно, равно 1 атм.

2. После нагревания воды до 100 °C давление её паров возросло до 1 атм, а давление воздуха при постоянном объёме увеличилось по закону Шарля в T2/T1 = 373/273 ≈ 1,366 раза, до примерно 1,4 атм.

3. При этом суммарное давление воздуха и паров воды при 100 °C по закону Дальтона стало равным около 2,4 атм.

4. При охлаждении сосуда в морозильнике до 0 °C давление паров воды уменьшилось до пренебрежимо малой (по условию) величины, давление воздуха сначала вернулось к исходному p = 1 атм, а затем по мере замерзания воды объём, занимаемый воздухом, уменьшался, а его давление увеличивалось вплоть до момента, когда вся вода замёрзла.

5. Плотность воды составляет 1 г/см 3 , объём 800 г воды был равен 800 см 3 , а плотность получившегося льда равна 0,9 г/см 3 , и его объём равен ≈ 889 см 3 , то есть объём воздуха уменьшился с V1 = 200 см 3 до V2 ≈ 111 см 3 . По закону Бойля−Мариотта при постоянной температуре T = 0 °C давление воздуха стало равным p’ = pV1/V2 ≈ 1,8 атм, как и суммарное давление в сосуде.

6. По этим численным данным можно построить примерный график зависимости давления p в этом сосуде от времени t, имея в виду, что на этапах изменения давления кривые — нелинейные (см. рисунок).

Источник статьи: http://phys-ege.sdamgia.ru/problem?id=23250

Три пятилитровых сосуда заполнены водой с температурой

Три одинаковых сосуда, содержащих разреженный газ, соединены друг с другом трубками малого диаметра: первый сосуд — со вторым, второй — с третьим. Первоначально давление газа в сосудах было равно соответственно р, 3р и р. В ходе опыта сначала открыли и закрыли кран, соединяющий второй и третий сосуды, а затем открыли и закрыли кран, соединяющий первый сосуд со вторым. Как изменилось в итоге (уменьшилось, увеличилось или осталось неизменным) количество газа в первом сосуде? (Температура газа оставалась в течение всего опыта неизменной.)

1. В итоге количество газа в первом сосуде увеличилось

2. В соответствии с законами Дальтона и Бойля−Мариотта (применёнными к парциальным давлениям газов во втором и третьем сосудах), суммарное давление этих газов после закрывания второго крана равно

3. Аналогично этому давление в первом и втором сосудах после закрывания первого крана равно Это означает, согласно уравнению Клапейрона–Менделеева, что количество газа в первом сосуде в итоге увеличилось.

Источник статьи: http://phys-ege.sdamgia.ru/problem?id=7164


Adblock
detector