В сосуде под находится ненасыщенный пар

11. МКТ и Термодинамика (объяснение явлений)

1. Вспоминай формулы по каждой теме

2. Решай новые задачи каждый день

3. Вдумчиво разбирай решения

В закрытом сосуде измерили относительную влажность воздуха, которая была равна 90% при температуре 100 (^circ)C. Выберите два верных утверждения, описывающих эту ситуацию.
1) Для того, чтобы выпала роса, нужно, не изменяя температуры, повысить давление в сосуде на 10 кПа и более.
2) Если уменьшить объем в два раза, то концентрация водяных паров увеличится в два раза.
3) Если понизить температуру на 10 (^circ)C и больше, масса водяных паров уменьшится.
4) Если увеличить объем, то плотность водяных паров станет больше.
5) Если понизить температуру на 10 (^circ)C и больше, масса водяных паров увеличится.

1) (color{green}{small text{Верно}})
Давление насыщенного пара при температуре 100 (^circ)C равно 100 кПа, а давление водяных паров в данном случае равно 90 кПа, тогда для выпадения росы нужно повысить давление на (100-90=10) кПа.
2) (color{red}{small text{Неверно}})
Если мы уменьшаем объем в два раза, то и давление должно уменьшится в два раза, но больше давления насыщенного пара оно не может быть. Тогда проследим зависимость давления и концентрации: [p=nKT] Выходит, на сколько давление увеличилось, на столько и концентрация увеличится.
3) (color{green}{small text{Верно}})
Если понизить температуру, выпадет роса, тогда количество воды в воздухе сократится.
4) (color{red}{small text{Неверно}})
Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона: [pV=dfrac{m}{mu}RT] [p=dfrac{rho}{mu}RT] Значит, чем меньше давление, тем меньше плотность. Но, когда мы увеличиваем объем, давление падает.
5) (color{red}{small text{Неверно}})
Смотрите пункт 3.

Ответ: 13

В герметично закрытом сосуде относительная влажность воздуха равна 68% при температуре 43 (^circ)C. После впрыскивают ещё немного воды и и дожидаются установления в сосуде теплового равновесия. Выберите два верных утверждения, описывающих этот процесс. Давление насыщенного пара при температуре 43 (^circ)C равно 8,6 кПа.
1) Если вода начала конденсироваться, то относительная влажность воздуха стала больше 100%.
2) Абсолютная влажность воздуха изначально была равна 0,2 кг/м(^3).
3) Парциальное давление водяных паров увеличилось.
4) Концентрация водяных паров увеличилась.
5) Относительная влажность воздуха уменьшилась.

1) (color{red}{small text{Неверно}})
Относительная влажность воздуха не может быть больше 100%
2) (color{red}{small text{Неверно}})
Абсолютная влажность воздуха – это плотность водяного пара в воздухе, который мы можем высчитать по уравнению Менделеева-Клапейрона: [p=p_text{нас}varphi] [pV=dfrac{m}{mu}RT] [p=dfrac{rho}{mu}RT] [rho=dfrac{p_text{нас}varphimu}{RT}=dfrac{8,6cdot 10^3text{ Па}cdot 0,68 cdot 18 cdot 10^{-3} text{ кг/моль}}{8,31 dfrac{text{Дж}}{text{моль}cdottext{К}}cdot (273+43)text{ К}}=0,002text{ кг/м}^3]
3) (color{green}{small text{Верно}})
Чем больше молекул воды, тем больше концентрация, следовательно выше давление: [n=dfrac{N}{V}] [p=nKT]
4) (color{green}{small text{Верно}})
Смотрите пункт 3.
5) (color{red}{small text{Неверно}})
Так как увеличивается давление водяных паров при неизменной температуре, увеличивается относительная влажность воздуха.

Ответ: 34

В сосуде под поршнем находится вода и водяной пар. Объём сосуда медленно изотермически увеличивают, при этом в сосуде еще остается вода. Как изменяются при этом масса пара и его давление?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{ Масса пара}&text{ Давление пара}\
hline
&\
hline
end{array}]

1) В закрытом сосуде, когда есть вода и водяной пар. Жидкая и газообразная фаза находится в динамическом равновесии, то есть пар всегда насыщенный. Так как объем увеличивается, то вода будет испаряться и масса пара увеличивается. Масса пара – 1
2) Пар в данном процессе всегда остается насыщенным, следовательно давление насыщенных паров остается неизменным. Давление – 3

Ответ: 13

В цилиндрический сосуд, герметично закрытый подвижным поршнем, впрыснули некоторое количество воды, после чего сдвинули поршень и дождались установления в сосуде теплового равновесия. Выберите два верных утверждения, описывающих этот процесс. Температура в сосуде поддерживаетя постоянной
1) Если уменьшить объем в 3 раза, а давление увеличится в 2 раза, то пар станет насыщенным.
2) Если уменьшить объем в 3 раза, а давление увеличится в 2 раза, масса воды в воздухе уменьшится.
3) Если увеличить объем, то концентрация воды в воздухе увеличится.
4) Если увеличить объем в 4 раза, а давление увеличится в 2 раза, то изначально относительная влажность была равна 50%.
5) Если уменьшить объем в 3 раза, и давление уменьшится в 3 раза, то пар начнёт конденсироваться.

1) (color{green}{small text{Верно}})
Так как при уменьшении объема давление увеличивается только в 2 раза (а не в 3), значит в ходе процесса изменилось количество водяного пара, значит пар превращался в воду, что говорит о том, что влажность стала равной 100%, пар стал насыщенным.
2) (color{green}{small text{Верно}})
Так как пар превращался в воду, значит количество водяного пара в воздухе уменьшалось.
3) (color{red}{small text{Неверно}})
Концентрация рассчитывается по формуле: [n=dfrac{N}{V}] Количество молекул воды не изменилось, объем увечился, значит концентрация уменьшилась.
4) (color{red}{small text{Неверно}})
Так как при увеличении объема давление уменьшается только в 2 раза (а не в 4), значит в ходе процесса изменилось количество водяного пара, тогда вода превращалась в пар, что говорит о том, что изначальная относительная влажность была равна 100%.
5) (color{red}{small text{Неверно}})
Если давление уменьшается в равном количестве с объемом, то масса водяных паров не уменьшается, значит конденсации не происходит.

Ответ: 12

В двух одинаковых сосудах при температурах (t_1=15^circ) и (t_2=27^circ) относительные влажности равны (varphi_1=77%) и (varphi_2=40%). Выберите два верных утверждения, описывающих эту ситуацию.
1) Концентрация водяного пара во втором сосуде больше, чем в первом.
2) Чтобы во втором сосуде выделилась роса, нужно при неизменной температуре уменьшить давление в 2,5 раза.
3) Чтобы в первом сосуде выделилась роса, нужно при неизменном давлении увеличить температуру в 1,5 раза.
4) Плотность водяных паров в первом сосуде больше, чем во втором.
5) Давление насыщенного пара при во втором сосуде больше, чем в первом в 2 раза.

1) (color{red}{small text{Неверно}})
Воспользуемся формулой: [p=nKT] Выходит, что чем больше давление, тем больше концентрация. А давление больше там, где выше влажность.
2) (color{red}{small text{Неверно}})
Чтобы роса начала выделяться, давление должно быть как минимум равно давлению насыщенного пара. Если мы понизим давление, ничего не случится.
3) (color{red}{small text{Неверно}})
Точка росы — это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. В нашем случае температура повышается, значит дойти до точке росы не получится.
4) (color{green}{small text{Верно}})
Вомользуемся уравнением Менделеева-Клапейрона: [pV=dfrac{m}{mu}RT] [p=dfrac{rho}{mu}RT] Значит, чем больше давление, тем больше плотность.
5) (color{green}{small text{Верно}})
Давления водяного пара в обоих случаях: [p_1=p_text{нас.1}varphi_1] [p_2=p_text{нас.2}varphi_2] Так как (V=const), то по закону Шарля: [dfrac{p_1}{p_2}=dfrac{T_1}{T_2}] Тогда: [dfrac{p_text{нас.2}varphi_2}{p_text{нас.1}varphi_1}=dfrac{T_2}{T_1}] [dfrac{p_text{нас.2}}{p_text{нас.1}}=dfrac{varphi_1 T_2}{varphi_2 T_1}=dfrac{77cdot (27+273) K}{40cdot (15+273) K}=2]

Ответ: 45

Сухой и влажный воздух при одинаковых давлении и температуре занимает одинаковые сосуды, следовательно,
1) плотность влажного воздуха меньше плотности сухого.
2) плотность сухого воздуха меньше плотности влажного.
3) плотности газов одинаковы.
4) суммарное количество молей в сосудах одинаково.
5) парциальное давление водяных паров больше, чем остальных газов, составляющих воздух.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{ A }&text{ Б }\
hline
&\
hline
end{array}]

1) Согласно закону Авогадро — в равных объемах газа при одинаковых давлении и температуре содержится одинаковое количество молекул. Влажный воздух получается из сухого в результате замещения (N) молекул воздуха (молярная масса (M = 0,029) кг/моль) (N) молекулами воды (молярная масса (M = 0,018) кг/моль). Следовательно, плотность влажного воздуха меньше плотности сухого воздуха.
2) По уравнению Менделеева – Клапейрона: (PV = nu RT) и из условия, что объём, давление и температура одинаковы (Rightarrow) одинаковы и количество молей двух газов.

Ответ: 14

Какие приборы используют для измерения относительной влажности воздуха?
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
1) гигрометр
2) динамометр
3) психрометр
4) осциллограф [begin{array}{|c|c|}
hline
text{ A }&text{ Б }\
hline
&\
hline
end{array}]

Для изучения влажности воздуха используют гигрометр и психрометр.

Ответ: 13

Источник

Тестовые задания по теме “Молекулярная физика”.

Вариант 1

1.Как расположены молекулы жидкостей и как они движутся?

А) молекулы расположены на расстояниях, меньших размеров самих молекул и перемещаются свободно друг относительно друга;

Б) молекулы расположены на больших расстояниях (по сравнению с размерами молекул) друг относительно друга и движутся беспорядочно;

В) молекулы расположены в строгом порядке и колеблются около определенных положений.

2. Какие из приведенных свойств принадлежат газам? (Выберите несколько вариантов)

А) Занимают весь предоставленный им объем;

Б) трудно сжимаются;

В) имеют кристаллическое строение;

Г) легко сжимаются;

Д) не имеют собственной формы.

3. В мензурке находится вода объёмом 100 см3 . Её переливают в стакан вместимостью 200 см3. Изменится ли объем воды?

А) увеличится;

Б) уменьшится;

В) не изменится.

4. Молекулы плотно упакованы, сильно притягиваются друг к другу, и каждая молекула колеблется около определенного положения. Какое это тело?

А) газ;

Б) жидкость;

В) твердое тело;

Г) таких тел нет.

5. В каком состоянии может находиться вода: в твердом, жидком или газообразном?

А) только в жидком;

Б) только в газообразном состоянии;

В) только в твердом состоянии;

Г) во всех трех состояниях.

6. Как расположены молекулы газов и как они движутся?

А) молекулы расположены на расстояниях, меньших размеров самих молекул, и перемещаются свободно друг относительно друга;

Б) молекулы расположены на расстояниях, во много раз больших размеров самих молекул, и движутся беспорядочно;

В) молекулы расположены в строгом порядке и колеблются около определенных положений.

7. Какие из приведенных свойств принадлежат твердым телам? (Выберите несколько вариантов)

А) трудно изменить форму;

Б) занимают весь предоставленный им объем;

В) сохраняют постоянную форму;

Г) легко изменяют форму;

Д) трудно сжимаются.

8. Изменится ли объем газа, если его перекачать из баллона вместимостью 20 л в баллон вместимостью 40 л?

А) увеличится в 2 раза;

Б) уменьшится в 2 раза;

В) не изменится.

9. Есть ли такое вещество, у которого молекулы расположены на больших расстояниях, сильно притягиваются друг к другу и колеблются около определенных положений?

А) газ;

Б) жидкость;

В) твердое тело;

Г) такого вещества нет.

10. В каком состоянии может находиться ртуть: твердом, жидком или газообразном?

А) только в жидком;

Б) только в твердом состоянии;

В) только в газообразном состоянии;

Г) во всех трех состояниях.

11. Условие идеальности газа:

А) диаметр молекул меньше среднего расстояния между этими молекулами;

Б) кинетическая энергия много больше средней потенциальной энергии их взаимодействия на расстоянии большем диаметра молекул;

В) молекулы взаимодействуют со стенками сосуда и между собой упруго;

Г) все утверждения верны.

12. Взаимодействие между молекулами носит характер:

А) притяжения;

Б) отталкивания;

В) отталкивания на малых расстояниях, притяжения – на больших;

Г) притяжения на малых расстояниях, отталкивания – на больших.

13. При конденсации в паре остаются молекулы, обладающие…

А) наибольшей кинетической энергией;

Б) наименьшей кинетической энергией

В) наибольшей потенциальной энергией;

Г) наименьшей потенциальной энергией.

14. Если жидкость находится в равновесии со своим насыщенным паром, то скорость испарения жидкости…

А) больше скорости конденсации пара;

Б) меньше скорости конденсации пара;

В) равна скорости конденсации пара;

Г) равна нулю.

Вариант – 2

1. В сосуде под поршнем находится ненасыщенный пар. Его можно перевести в насыщенный…

А) повышая температуру;

Б) добавляя в сосуд другой газ;

В) увеличивая объем пара;

Г) уменьшая объем пара.

2. Плотность насыщенного пара…

А) с увеличением давления – увеличивается;

Б) с уменьшением давления уменьшается;

В) от давления не зависит;

Г) с увеличением давления – уменьшается.

3. Разность показаний термометров психрометра с увеличением относительной влажности…

А) не изменяется;

Б) увеличивается;

В) уменьшается;

Г) может как увеличиваться, так и уменьшаться.

4. Если водяной пар остается ненасыщенным при изменении температуры воздуха, то его абсолютная влажность будет…

А) постоянной;

Б) уменьшаться;

В) увеличиваться;

Г) принимать любые значения.

5. В сосуде, закрытом подвижным поршнем, находятся в равновесии вода и водяной пар. Объём сосуда очень медленно уменьшают, опуская поршень из положения 1 в положение 2. График зависимости давления в сосуде от объёма правильно показан на рисунке …

А) 1;

Б) 2;

В) 3;

Г) 4.

6. Относительная влажность воздуха в комнате равна 40 %. Каково соотношение концентрации n молекул воды в воздухе комнаты и концентрации nн молекул воды в насыщенном водяном паре при той же температуре?

А)n меньше nн в 2,5 раза;

Б)n больше nн в 2,5 раза;

В) n меньше nн на 40 %

Г) n больше nн на 40 %

7. Относительная влажность воздуха в цилиндре под поршнем равна 50 %. Воздух изотермически сжали, уменьшив его объем в 3 раза. Относительная влажность воздуха стала

А) 150 % Б) 100 %

В) 50 % Г) 25 %

Как расположены молекулы в твердых телах и как они движутся?

В) молекулы расположены в строгом порядке и колеблются около определенных положений.

9. Какие из приведенных свойств принадлежат жидкостям? (Выберите несколько вариантов)

А) имеют определенный объем;

Б) занимают объём всего сосуда;

В) принимают форму сосуда;

Г) мало сжимаются;

Д) легко поддаются сжатию.

10. Изменится ли объем газа, если его перекачать из сосуда вместимостью 1 л в сосуд вместимостью 2 л?

А) увеличится в 2 раза;

Б) уменьшится в 2 раза;

В) не изменится.

11. Молекулы расположены на больших расстояниях друг относительно друга (по сравнению с размерами молекул), слабо взаимодействуют между собой, движутся хаотически. Какое это тело?

А) газ;

Б) твердое тело;

В) жидкость;

Г) такого тела нет.

12. В каком состоянии может находится сталь: в твердом, жидком или газообразном?

А) только в твердом состоянии;

Б) только в жидком состоянии;

В) только в газообразном состоянии;

Г) во всех трех состояниях.

13. Ниже указано поведение молекул в твердых, жидких и газообразных телах. Что является общим для жидкостей и газов?

А) то, что молекулы расположены на расстояниях, меньших размеров самих молекул, и движутся свободно друг относительно друга;

Б) то, что молекулы расположены на больших расстояниях друг относительно друга (по сравнению с размерами молекул) и движутся беспорядочно;

В) то, что молекулы движутся беспорядочно друг относительно друга;

Г) то, что молекулы расположены в строгом порядке и колеблются около определённых положений.

14. Какие из указанных свойств принадлежат твердым телам? (Выберите несколько вариантов)

А) имеют определённый объем;

Б) занимают объем всего сосуда;

В) принимают форму сосуда;

Г) мало сжимаются;

Д) легко сжимаются.

Вариант –3

1. В бутылке находится вода объёмом 0,5 л. Её переливают в колбу вместимостью 1 л. Изменится ли объем воды?

А) увеличится;

Б) уменьшится;

В) не изменится.

2. Молекулы расположены так, что расстояние между ними меньше размеров самих молекул. Они сильно притягиваются друг к другу и перемещаются с места на место. Какое это тело?

А) газ;

Б) жидкость;

В) твердое тело.

3. В каком состоянии может находиться кислород: в твердом, жидком или газообразном?

А) только в твердом состоянии;

Б) только в жидком состоянии;

В) только в газообразном состоянии;

Г) во всех трех состояниях.

4. Что такое динамическое равновесие системы “пар-жидкость”?

А) число вылетевших молекул из жидкости при испарении больше числа молекул, вернувшихся в жидкость при конденсации;

Б) число вылетевших молекул при испарении меньше числа молекул, вернувшихся в жидкость при конденсации;

В) число молекул, покидающих жидкость за некоторое время, равно числу молекул, возвратившихся из пара в жидкость за то же время.

5. Взаимодействие между молекулами носит характер:

А) притяжения;

Б) отталкивания;

В) притяжения на малых расстояниях, отталкивания – на больших;

Г) отталкивания на малых расстояниях, притяжения – на больших.

6. При испарении от поверхности жидкости отрываются молекулы, обладающие…

А) наибольшей кинетической энергией;

Б) наименьшей кинетической энергией;

В) наибольшей потенциальной энергией;

Г) наименьшей потенциальной энергией.

7. При динамическом равновесии между жидкостью и ее насыщенным паром …

А) конденсация и испарение не происходят;

Б) конденсация происходит быстрее испарения;

В) конденсация происходит медленнее испарения;

Г) конденсация происходит с такой же скоростью, что и испарение.

8. При одной и той же температуре насыщенный пар в закрытом сосуде отличается от ненасыщенного пара

А) давлением;

Б) строением молекул;

В) средней энергией хаотичного движения молекул;

Г) отсутствием примеси посторонних газов.

9. Плотность насыщенного пара…

А) с увеличением объема – увеличивается;

Б) с уменьшением объема – уменьшается;

В) от объема не зависит;

Г) с увеличением объема – уменьшается.

10. Число молекул, покидающих поверхность жидкости, становится равным числу молекул, возвращающихся в нее, при относительной влажности…

А) 100 % Б) 50 %

В) 0 % Г) 25 %

11. В сосуде, содержащем только пар и воду, поршень двигают так, что давление остается постоянным. Температура при этом

А)не изменяется;

Б) увеличивается;

В) уменьшается;

Г) может, как уменьшаться, так и увеличиваться.

12. Относительная влажность воздуха в комнате равна 20 %. Каково соотношение концентрации n молекул воды в воздухе комнаты и концентрации nн молекул воды в насыщенном водяном паре при той же температуре?

А)n больше nн в 5 раз;

Б)n меньше nн в 5 раз;

В) n меньше nн на 20 %;

Г) n больше nн на 20 %.

13. Относительная влажность воздуха в цилиндре под поршнем равна 60 %. Воздух изотермически сжали, уменьшив его объём в два раза. Относительная влажность воздуха стала

А) 120 % Б) 100 %

В) 60 % Г) 30 %

14. В сосуде под поршнем находится ненасыщенный пар. Его можно перевести в насыщенный…

А) повышая температуру;

Б) добавляя в сосуд другой газ;

В) увеличивая объем пара;

Г) уменьшая объем пара.

Ответы:

№ вопроса Варианта

Вариант 1

А,Г,Д

А,В,Д

Вариант 2

А,В,Г

А,Г

Вариант 3

Источник