Задание №9 — Влажность воздуха

#68347Задание №9ФИПИ

Насыщенные и ненасыщенные парыВлажность воздуха. Относительная влажность

В среду и четверг температура воздуха была одинаковой. Парциальное давление водяного пара в атмосфере в среду было меньше, чем в четверг. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения по поводу этой ситуации.

1) Концентрация молекул водяного пара в воздухе в среду была больше, чем в четверг.
2) Плотность насыщенных водяных паров в среду и четверг была одинаковой.
3) Масса водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха, в среду была меньше, чем в четверг.
4) Давление водяных паров в среду было меньше, чем в четверг.
5) Относительная влажность воздуха в среду была больше, чем в четверг.

Правильный ответ

234

Пояснение

Решение:

Пусть $p$ — парциальное давление водяного пара, $T$ — абсолютная температура. По условию $T_\text{ср} = T_\text{чт}$ и $p_\text{ср} \lt p_\text{чт}$ .

Из основного уравнения МКТ $p = nkT$ получаем $n = \dfrac{p}{kT}$ , а из уравнения Клапейрона — Менделеева $\rho = \dfrac{pM}{RT}$ . При одинаковой температуре и $n$ , и $\rho$ прямо пропорциональны давлению пара. Давление и плотность насыщенного пара $p_\text{н}$ , $\rho_\text{н}$ зависят только от температуры, а относительная влажность $\varphi = \dfrac{p}{p_\text{н}}\cdot 100\%$ .

1) $n \sim p$ , а $p_\text{ср} \lt p_\text{чт}$ , значит $n_\text{ср} \lt n_\text{чт}$ — неверно.

2) Плотность насыщенного пара определяется только температурой, а она одинакова — верно.

3) Масса пара в 1 м $^3$ — это его плотность: $\rho \sim p$ , поэтому $\rho_\text{ср} \lt \rho_\text{чт}$ — верно.

4) Это и есть условие задачи: парциальное давление пара в среду меньше — верно.

5) $\varphi = \dfrac{p}{p_\text{н}}$ , причём $p_\text{н}$ одинаково, а $p_\text{ср} \lt p_\text{чт}$ , значит $\varphi_\text{ср} \lt \varphi_\text{чт}$ — неверно.

Ответ: 234