В закрытом сосуде находится 2 г водяного пара под давлением 50 кПа и при температуре 100 ºС. Не изменяя температуры, объём сосуда уменьшили в 4 раза. Найдите массу образовавшейся при этом воды. Ответ приведите в граммах.
При уменьшении объёма сосуда будет увеличиваться давление газа. Достигнув давления насыщенного пара давление перестанет меняться. При дальнейшем уменьшении объёма сосуда давление перестанет меняться, но из газа начнёт конденсироваться жидкость. Вспомним, что вода кипит при температуре 100 °C и нормальном давлении 10 5 Па, следовательно, давление насыщенного пара при температуре 100 °C для воды составляет 100 кПа. Напишем уравнение Клапейрона — Менделеева для первого и второго состояний газа.
где — масса газа в первом состоянии, — масса газа во втором состоянии. Из этих соотношений находим массу газа во втором состоянии:
Масса пара во втором состоянии равна 1 г, следовательно, масса образовавшейся воды 2 − 1 = 1 г.
Критерии оценивания выполнения задания
Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины
2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
Источник
Сосуд с водой при температуре 100
В закрытом сосуде находится 2 г водяного пара под давлением 50 кПа и при температуре 100 ºС. Не изменяя температуры, объём сосуда уменьшили в 4 раза. Найдите массу образовавшейся при этом воды. Ответ приведите в граммах.
При уменьшении объёма сосуда будет увеличиваться давление газа. Достигнув давления насыщенного пара давление перестанет меняться. При дальнейшем уменьшении объёма сосуда давление перестанет меняться, но из газа начнёт конденсироваться жидкость. Вспомним, что вода кипит при температуре 100 °C и нормальном давлении 10 5 Па, следовательно, давление насыщенного пара при температуре 100 °C для воды составляет 100 кПа. Напишем уравнение Клапейрона — Менделеева для первого и второго состояний газа.
где — масса газа в первом состоянии, — масса газа во втором состоянии. Из этих соотношений находим массу газа во втором состоянии:
Масса пара во втором состоянии равна 1 г, следовательно, масса образовавшейся воды 2 − 1 = 1 г.
Источник
Сосуд с водой при температуре 100
Задача № 1. Какое количество энергии требуется для обращения воды массой 150 г в пар при температуре 100 °С?
Задача № 2. Какое количество энергии требуется для превращения воды массой 2 кг, взятой при температуре 20 °С, в пар?
Задача № 3. Какое количество энергии нужно затратить, чтобы воду массой 5 кг, взятую при температуре 0 °С, довести до кипения и испарить её?
Задача № 4. Какую энергию нужно затратить, чтобы расплавить кусок свинца массой 8 кг, взятый при температуре 27 °С?
Задача № 5. Какое количество энергии требуется для превращения в пар спирта массой 200 г, взятого при температуре 18 °С?
Задача № 6. Какое количество энергии требуется для превращения в пар воды массой 5 кг, взятой при температуре 20 °С?
Задача № 7. Какое количество теплоты необходимо сообщить воде массой 10 г, взятой при температуре 0 °С, для того, чтобы нагреть ее до температуры кипения и испарить?
Задача № 8. Из чайника выкипела вода объемом 0,5 л, начальная температура которой была равна 10 °С. Какое количество теплоты оказалось излишне затраченным?
Задача № 9. Кофейник вместимостью 1,2 л заполнили водой при температуре 15 °С и поставили на плиту. Какое количество теплоты пошло на нагревание и кипение воды, если после снятия с плиты в результате испарения в кофейнике объем воды стал на 50 см 3 меньше? (Изменение плотности воды с изменением температуры не учитывать.)
Задача № 10. Какое количество теплоты выделяется при конденсации водяного пара массой 10 кг при температуре 100 °С и охлаждении образовавшейся воды до 20 °С?
Задача № 11. Какое количество теплоты необходимо, чтобы из льда массой 2 кг, взятого при температуре -10 °С, получить пар при 100 °С?
Задача № 12. Сколько энергии понадобится, чтобы полностью испарить 100 грамм ртути, взятой при температуре 27 °С?
Краткая теория для решения Задачи на парообразование и конденсацию.
Это конспект по теме «Задачи на парообразование и конденсацию». Выберите дальнейшие действия:
Источник
Сосуд с водой при температуре 100
В сосуде под поршнем при температуре 100 °С находится 2 г водяного пара и такое же количество воды. Не изменяя температуры, объём сосуда увеличили в 3 раза. Определите массу пара в сосуде после изменения объёма. Ответ приведите в граммах.
Под поршнем находится насыщенный пар, то есть жидкость и газ находятся в динамическом равновесии друг с другом. При каждом небольшом увеличении объёма сосуда давление газа немного уменьшается. В результате этого часть молекул воды переходит из жидкого состояния в газообразное, динамическое равновесие восстанавливается. Поэтому, пока вся вода не перейдёт в газообразное состояние, давление пара над жидкостью не будет меняться. Вспомним, что вода кипит при температуре 100 °C и нормальном давлении 10 5 Па, следовательно, давление насыщенного пара при температуре 100 °C для воды составляет 100 кПа. Напишем уравнение Клапейрона-Менделеева для первого и второго состояний газа.
Где — масса газа в первом состоянии, — масса газа во втором состоянии. Из этих соотношений находим массу газа во втором состоянии:
В результате расчётов получается, что в газообразное состояние должны были бы перейти 6 г воды. Учитывая, что воды в жидком состоянии лишь 2 г, получаем что вся вода перейдёт в газообразное состояние, то есть масса пара в сосуде после изменения объёма равна 4 г
Критерии оценивания выполнения задания
Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины
2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
Источник
Сосуд с водой при температуре 100
В закрытом сосуде объёмом 5 литров находится влажный воздух при температуре 100 °С и давлении Па. Относительная влажность воздуха равна 60 %.
Выберите все верные утверждения.
1) В этом сосуде парциальное давление паров воды больше парциального давления воздуха.
2) В этом сосуде парциальное давление паров воды меньше парциального давления воздуха.
3) В этом сосуде масса воздуха меньше массы паров воды.
4) В этом сосуде масса воздуха больше массы паров воды.
5) Если при неизменной температуре увеличить объём сосуда в 5 раз, то относительная влажность воздуха станет равна 100 %.
1. Неверно. Давление насыщенных паров воды при 100 °С равно нормальному атмосферному давлению = 10 5 Па. Найдём парциальное давление водяных паров:
откуда
Найдём также парциальное давление воздуха: (закон Дальтона), откуда То есть парциальное давление воздуха больше парциального давления водяных паров.
2. Верно, см. пункт 1.
3. Неверно. Из уравнения Менделеева-Клапейрона можно выразить массы воздуха и водяных паров.
4. Верно, см. пункт 3.
5. Неверно. Из закона Бойля-Мариотта при то есть если объём увеличивается, то давление должно уменьшаться, а значит и относительная влажность воздуха будет уменьшаться.
— масса газа в первом состоянии, 
— масса газа во втором состоянии. Из этих соотношений находим массу газа во втором состоянии:
Па. Относительная влажность воздуха равна 60 %.
откуда 
(закон Дальтона), откуда 
То есть парциальное давление воздуха больше парциального давления водяных паров.
при 
то есть если объём увеличивается, то давление должно уменьшаться, а значит и относительная влажность воздуха будет уменьшаться.
