Задача #628 ← →
В закрытом сосуде постоянного объёма при комнатной температуре долгое время находится влажный воздух. На стенках внутри сосуда видна обильная роса. Температуру воздуха медленно увеличили на 20 К. Роса на стенках сосуда при этом не пропала. Как изменились при этом концентрация молекул водяного пара и относительная влажность воздуха в сосуде?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
- увеличивается
- уменьшается
- не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Концентрация молекул водяного пара в сосуде | Относительная влажность воздуха в сосуде |
Решение
2) Пар изначально был насыщенным. Поскольку роса при повышении температуры не пропала, то пар и остался насыщенным. Значит, относительная влажность не изменилась и осталась равна 100%.
1) Относительная влажность равна При увеличении температуры увеличивается и парциальное давление пара и давление насыщенного пара
Парциальное давление пара растет с температурой линейно при фиксированном объеме и неизменном количестве частиц, поскольку
Давление насыщенного пара растет быстрее, чем парциальное давление с неизменным числом частиц: где концентрация увеличивается с температурой. При более высокой температуре скорость испарения выше, поэтому динамическое равновесие (состояние насыщенного пара) достигается при большей концентрации.
Однако мы знаем, что относительная влажность не изменилась. Значит, парциальное давление выросло значительнее, чем в изохорном процессе с постоянной массой. Это значит, что увеличилось количество частиц и концентрация увеличилась.
Ответ
13