Расчётная задача высокого уровня по молекулярной физике · 41 задание
- Задание №24№24
Закрытый вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный идеальным газом, разделён на две части тяжёлым поршнем, способным скользить без трения. В нача…
Модель идеального газа в термодинамике
- Задание №24№24
В цикле, показанном на pV-диаграмме, ν = 4 моль разреженного гелия получает от нагревателя количество теплоты Q_нагр = 120 кДж. Найдите температуру T…
Модель идеального газа в термодинамике
- Задание №24№24
В вертикальном цилиндрическом сосуде с стенками под подвижным поршнем массой 10 кг и площадью поперечного сечения 50 см² находится разреженный газ (см…
Изопроцессы в разреженном газе с постоянным числом м…
- Задание №24№24
Для того чтобы совершить воздушный полёт, бесстрашный изобретатель, масса которого 60 кг, решил использовать воздушные шары, наполненные гелием. Какое…
Модель идеального газа в термодинамике
- Задание №24№24
В закрытом сосуде объемом V = 10 л находится влажный воздух массой m = 18 г при температуре t = 80° C. Определите давление влажного воздуха, если масс…
Модель идеального газа в термодинамике
- Задание №24№24
В закрытом сосуде объемом V = 10 л находится влажный воздух массой m = 18 г при температуре t = 80° C и давлении p = 2 · 10⁵ Па. Определите массу паро…
Модель идеального газа в термодинамике
- Задание №24№24
Закрытый сверху вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный воздухом, разделён тяжёлым поршнем, способным скользить без трения, на две части. В нач…
Модель идеального газа в термодинамике
- Задание №24№24
В закрытом сосуде при температуре 100°С находится влажный воздух с относительной влажностью 60% под давлением 100 кПа. Объём сосуда изотермически умен…
Закон Дальтона для давления смеси разреженных газов
- Задание №24№24
В горизонтальном цилиндре с гладкими стенками под массивным поршнем находится одноатомный идеальный газ. Поршень соединён с основанием цилиндра пружин…
Модель идеального газа в термодинамике
- Задание №24№24
В горизонтальном цилиндре с гладкими стенками под массивным поршнем площадью S находится одноатомный идеальный газ. Поршень соединён с основанием цили…
Модель идеального газа в термодинамике
- Задание №24№24
В вертикальном цилиндрическом сосуде с гладкими стенками под подвижным поршнем площадью поперечного сечения 50 см² находится разреженный газ (см. рис.…
Изопроцессы в разреженном газе с постоянным числом м…
- Задание №24№24
В закрытом сосуде при температуре 100°С находится влажный воздух с относительной влажностью 70% под давлением 100 кПа. Объём сосуда изотермически умен…
Закон Дальтона для давления смеси разреженных газов
В сосуде под поршнем находится влажный воздух при давлении р1 = 120 кПа и температуре t = 80 °C с относительной влажностью ϕ = 70%. Объём под поршнем уменьшают в три раза при постоянной температуре. Каким станет давление влажного воздуха под поршнем? Давление насыщенных паров воды pн при температуре t = 80 °C равно 47,3 кПа.
Решение
Дано: р1 = 120 кПа = 1,2·105 Па, T = 80+273 = 353 К, ϕ = 70% = 0,7; V2V1=3, pн = 47,3 кПа = 47,3·105 Па
Найти: p2 - ?
Решение:
Согласно закону Дальтона, полное давление смеси газов определяется как: p=pв.π+pсуx, где p — общее давление влажного воздуха, pв.π — парциальное давление пара, а pсуx — давление сухого воздуха.
Определение относительной влажности записывается формулой: φ=pн.πpπ, в которой pн.π обозначает давление насыщенного пара при данной температуре.
Из этого выражения находим: pπ=φ⋅pн.π.
Следовательно, в начальном состоянии давление сухого воздуха составляет: pсуx1=p1−φ⋅pн.π.
В процессе изотермического сжатия в 3 раза влажность достигнет предела в 100%, после чего давление пара станет равным давлению насыщения. При этом изменение давления сухого воздуха подчиняется закону Бойля-Мариотта:
pсуx1⋅V1=pсуx2⋅V2⇒pсуx2=3pсуx1.
Итоговое давление смеси во втором состоянии вычислим, вновь применив закон Дальтона:
Источник: ФИПИ