Задача #614 ← →
В сосуде под поршнем при комнатной температуре долгое время находятся вода и водяной пар. Масса воды равна массе пара. Объём сосуда медленно изотермически увеличивают в 3 раза.
Выберите все утверждения, которые верно отражают результаты этого опыта.
-
Плотность пара в начале и конце опыта одинакова.
-
Давление пара сначала было постоянным, а затем стало уменьшаться.
-
Концентрация пара в сосуде в начале опыта меньше, чем в конце опыта.
-
В конечном состоянии давление пара в сосуде в 3 раза меньше первоначального.
-
Масса пара в сосуде увеличивается в 2 раза.
Ответ:
Решение
Проанализируем ситуацию. Поскольку вода с паром находятся в герметичном сосуде долго, значит, пар насыщенный. Плотность насыщенного пара не меняется при расширении, поскольку температуру оставляют неизменной. Поскольку то при увеличении объема в 3 раза необходимо в 3 раза увеличить массу пара, чтобы поддержать необходимую плотность насыщенного пара. Однако в нашем распоряжении столько же воды, сколько пара, поэтому вся вода испарится, а пар перестанет быть насыщенным. Его плотность уменьшится.
-
Неверно.
-
Верно. Давление насыщенного пара зависит от температуры, поэтому вплоть до увеличения объема в 2 раза пар оставался насыщенным и давление его не менялось. При увеличении объема более чем в 2 раза пар перестает быть насыщенным, количество вещества перестает увеличиваться, и давление пара убывает.
-
Неверно. Концентрация пропорциональна плотности Плотность уменьшилась, значит, уменьшилась и концентрация.
-
Неверно. Масса пара увеличилась вдвое, а объем втрое. Уравнение состояния идеального газа поэтому
-
Верно. Испарилась вся вода, а ее масса была равна массе пара. Значит, масса пара выросла в 2 раза.
Ответ
25