Задание №9 — Влажность воздуха

Решение:

Температура в опыте постоянна. На участке $a\rightarrow b$ объём растёт, а давление остаётся равным $2p_0$: постоянное давление при постоянной температуре и растущем объёме возможно только для насыщенного пара, давление которого зависит только от температуры. На участке $b\rightarrow c$ давление падает по гиперболе ($2p_0\cdot V_0=p_0\cdot2V_0$, то есть $pV=\text{const}$) — это изотерма идеального газа, значит пар уже ненасыщенный и его масса постоянна.

1) На участке $a\rightarrow b$ объём растёт при неизменной плотности насыщенного пара, значит масса пара увеличивается за счёт испарения капли — масса капли уменьшается. Верно.

2) На участке $b\rightarrow c$ пар расширяется изотермически: $\Delta U=0$, $A\gt0$, поэтому $Q=\Delta U+A=A\gt0$ — теплота подводится к пару, а не отводится. Неверно.

3) В состоянии $a$ в сосуде есть капля воды, а давление пара равно давлению насыщенного пара, значит пар насыщенный. Неверно.

4) На участке $a\rightarrow b$ температура постоянна, но масса пара растёт, поэтому его внутренняя энергия $U=\dfrac{3}{2}\dfrac{m}{M}RT$ увеличивается. Неверно.

5) На участке $b\rightarrow c$ масса пара постоянна, а объём растёт, поэтому плотность $\rho=\dfrac{m}{V}$ уменьшается. Верно.

Ответ: 15