Задание 9 ЕГЭ по физике

Question

Влажный воздух и $10~г$ воды длительное время находились в жестком герметичном сосуде объемом $1~м^3$ при температуре $289~К$. Затем сосуд медленно нагрели до температуры $298~К$. Пользуясь таблицей плотности насыщенных паров воды, выберите все верные утверждения о результатах опыта.
t, ∘С | 16 | 17 | 18 | 19 | 20
$\rho_{нп},~10^{-2}кг/м^3$ | 1,36 | 1,45 | 1,54 | 1,63 | 1,73
t, ∘С | 21 | 22 | 23 | 24 | 25
$\rho_{нп},~10^{-2}кг/м^3$ | 1,83 | 1,94 | 2,06 | 2,18 | 2,30
1) При температуре $23~^\circ С$ влажность воздуха в сосуде была равна $48,5\%$.
2) Парциальное давление сухого воздуха в сосуде не изменялось.
3) В течение всего опыта в сосуде находилась вода в жидком состоянии.
4) В начальном состоянии при температуре $289~К$ пар в сосуде был насыщенный.
5) Так как объем сосуда не изменялся, давление влажного воздуха увеличивалось прямо пропорционально его температуре.

Accepted Answer

1) Переведем начальную температуру водяного пара в градусы Цельсия:
$t_1=289-273=16~^\circ С$
Так как сосуд был закрыт длительное время, то пар в нем стал насыщенным.
Найдем массу водяного пара при начальной температуре:
$\rho_{нп}=\frac{m_0}{V}\Rightarrow m_0=\rho_{нп}\cdot V=1,36\cdot 10^{-2}\cdot 1=0,0136~кг=13,6~г$
Масса водяного пара при конечной температуре:
$m_{25}=\rho_{нп~25}\cdot V=2,3\cdot 10^{-2}\cdot 1=0,023~кг=23~г$
Общая масса воды в начале опыта равна$13,6+10=23,6 г$, что больше массы, которая необходима для поддержания насыщенного состояния водяного пара при любой температуре в таблице. Значит, относительная влажность воздуха при температуре $23~^\circ С$ была равна $100\%$ – неверно.
2) По уравнению Менделеева-Клапейрона:
$\uparrow pV=\nu RT\uparrow$
С увеличением температуры давление сухого воздуха в сосуде увеличивалось – неверно.
3) Ранее доказали, что это так – верно.
4) Это действительно так – верно.
5) Зависимость насыщенного пара от температуры нелинейная, следовательно, утверждение неверно.

Задание 9 ЕГЭ по физике

Влажность