Сосуд с поршнем, воздух и пар
6/10Закрытый сосуд с поршнем, способным двигаться без трения, заполнен смесью воздуха и насыщенного водяного пара с температурой \(T = 20\) °C. Внутри сосуда закреплён манометр, показывающий текущее давление газа. В результате изотермического сжатия объём, занимаемый газом, уменьшился в \(n = 3\) раза, а показания манометра увеличились в \(\alpha = 2\) раза. Определите конечные показания манометра. Давление насыщенных паров воды \(2{,}34\) кПа. Ответ приведите в кПа, округлив до ближайшего целого. Объёмом образовавшейся воды пренебрегите.
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(9\) кПа.
РешениеПоказания манометра — сумма парциальных давлений воздуха и насыщенного водяного пара. Условие увеличения показаний в \(\alpha\) раз: \(p_2 + p_{н.п.} = \alpha\,(p_1 + p_{н.п.})\). Изотермическое сжатие воздуха: \(p_1 V_1 = p_2 V_2\), \(V_1 = n V_2\), откуда \(p_1 = \dfrac{p_2}{n}\). Тогда \[p_2 - \frac{\alpha}{n}\,p_2 = p_{н.п.}(\alpha - 1) \;\Rightarrow\; p_2 = p_{н.п.}\,\frac{n(\alpha - 1)}{n - \alpha}.\] Конечные показания манометра \[p_2 + p_{н.п.} = p_{н.п.}\,\frac{\alpha(n-1)}{n-\alpha} = 2{,}34\cdot\frac{2\cdot 2}{1}~\text{кПа} = 9{,}36~\text{кПа} \approx 9~\text{кПа}.\]
Похожие задачи
- Смесь водорода и кислорода МОШ 2010/11, 10 кл.
- Смешение трёх кислородных баллонов СПбГУ 2010/11, 10 кл.
- Смешение трёх кислородных баллонов СПбГУ 2010/11, 11 кл.
- Смесь водорода и гелия МОШ 2012/13, 10 кл.
- Смесь водорода и гелия МОШ 2012/13, 11 кл.
- Вода, пар и азот в сосуде МОШ 2013/14, 7-11 кл.