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.

  1. Плотность пара в начале и конце опыта одинакова.

  2. Давление пара сначала было постоянным, а затем стало уменьшаться.

  3. Концентрация пара в сосуде в начале опыта меньше, чем в конце опыта.

  4. В конечном состоянии давление пара в сосуде в 3 раза меньше первоначального.

  5. 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.

  1. Неверно.

  2. 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.

  3. Неверно. Концентрация пропорциональна плотности Плотность уменьшилась, значит, уменьшилась и концентрация.

  4. Неверно. Масса пара увеличилась вдвое, а объем втрое. Уравнение состояния идеального газа поэтому

  5. Верно. Испарилась вся вода, а ее масса была равна массе пара. Значит, масса пара выросла в 2 раза.

Ответ

25

Сложность: 3/10

Источник: ФИПИ

Раздел: Тепловые явления

Подраздел: Влажность

Номер в ЕГЭ: 9