Изотерма влажного воздуха
4/10Школьник Владислав проводит изотермический процесс над влажным воздухом в цилиндре, измеряя зависимость массы воды \(m_1\) в жидком состоянии от объёма системы \(V\). Владислав нанёс на график две измеренные им экспериментальные точки: (\(V = 1\text{ м}^3\); \(m_1 = 30\text{ г}\)) и (\(V = 2\text{ м}^3\); \(m_1 = 20\text{ г}\)). Достройте данный график. Какова общая масса воды (в жидком и газообразном состояниях) в цилиндре? Какова плотность насыщенного водяного пара при данной температуре?
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаПока в цилиндре есть жидкая вода, пар насыщенный и его плотность постоянна. Как тогда \(m_1\) зависит от \(V\)? Что происходит, когда вся вода испарилась?
ОтветГрафик зависимости \(m_1\) от \(V\) изображён на рисунке.
Общая масса воды составляет 40 г, плотность насыщенного водяного пара \(10\text{ г/м}^3\).
РешениеКогда в сосуде имеется вода в жидком состоянии, водяной пар в этом сосуде является насыщенным, с плотностью \(\rho\). Следовательно, масса воды в газообразном состоянии равна \(\rho V\). Обозначая общую массу воды через \(m_0\), находим массу воды в жидком состоянии в зависимости от объёма: \(m_1 = m_0 - \rho V\). Эта зависимость является линейной (см. график в ответе). Начиная с некоторого значения объёма, воды в жидком состоянии не будет.
Как вытекает из графика, общая масса воды составляет 40 г. При объёме \(4\text{ м}^3\) она вся оказывается в газообразном состоянии, и водяной пар ещё остаётся насыщенным. Следовательно, плотность насыщенного водяного пара \(40\text{ г}:4\text{ м}^3 = 10\text{ г/м}^3\).
Похожие задачи
- Блюдце с водой в закрытом помещении МОШ 2013/14, 7-11 кл.
- Давление в сосуде с паром МОШ 2021/22, 11 кл.
- Блюдце с водой: давление насыщенного пара МОШ 2013/14, 7-11 кл.
- Сосуд во льдах МОШ 2019/20, 11 кл.
- Кислород в сосуде МОШ 2019/20, 11 кл.
- Неправильный воздух МОШ 2020/21, 10 кл.