Задание №9 — Влажность воздуха

#68004Задание №9ФИПИ

Насыщенные и ненасыщенные пары

В сосуде под поршнем находятся только пары аммиака. Поршень медленно и равномерно опускают, уменьшая объём сосуда. Температура в сосуде поддерживается постоянной. На рисунке показан график изменения со временем t концентрации n молекул паров аммиака внутри сосуда. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно описанного процесса.

1) На участке 2 плотность паров аммиака уменьшалась.
2) На участке 1 плотность паров аммиака уменьшалась.
3) На участке 2 давление паров аммиака увеличивалось.
4) На участке 1 пар аммиака ненасыщенный, а на участке 2 насыщенный.
5) На участке 1 давление паров аммиака увеличивалось.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Поршень опускают, объём сосуда уменьшается, температура постоянна. Пока весь аммиак остаётся в газообразном состоянии, число молекул пара не меняется, поэтому концентрация $n = \dfrac{N}{V}$ растёт — это участок 1, пар ненасыщенный.

На участке 2 концентрация перестала меняться: пар стал насыщенным, и при дальнейшем сжатии избыточный пар конденсируется, так что $n$ остаётся равной концентрации насыщенного пара при данной температуре.

Давление находим по основному уравнению МКТ $p = nkT$ , плотность — как $\rho = m_0 n$ ( $m_0$ — масса молекулы). При $T = \text{const}$ и $p$ , и $\rho$ меняются пропорционально $n$ .

1) На участке 2 $n = \text{const}$ , значит $\rho = m_0 n = \text{const}$ , плотность не уменьшалась — неверно.

2) На участке 1 $n$ растёт, поэтому плотность увеличивалась, а не уменьшалась — неверно.

3) На участке 2 $p = nkT = \text{const}$ , давление не увеличивалось — неверно.

4) На участке 1 концентрация растёт (пар ненасыщенный), на участке 2 она постоянна и равна концентрации насыщенного пара — верно.

5) На участке 1 $n$ растёт, значит $p = nkT$ увеличивалось — верно.

Ответ: 45