БЛОК 2: Примеры решения задач.

1.Относительная влажность воздуха при 20⁰С равна 58%. При какой максимальной температуре выпадет роса?

Дано:                                 Решение:

t = 20⁰С                              Определим абсолютную влажность при 20⁰С:

φ = 0,58                                          ρ = ρ_нφ = 10,034*10^-3кг/м³

ρ_н = 17,3*10^-3кг/м³  Роса выпадет, если абсолютная влажность воз-

t- ?                                                  духа будет больше плотности насыщенных паров при максимальной температуре. В данном случае абсолютная влажность воздуха 10,034*10^-3кг/м³ больше плотности насыщенных паров 10*10^-3кг/м³  при максимальной температуре 11⁰С. Следовательно, роса выпадет при температуре 11⁰С.

2. Воздух при температуре 303К имеет точку росы при 286К. Определить абсолютную и относительную влажности воздуха.

Дано:                                 Решение:

Т=303К                                          Абсолютная влажность одинакова при Т и Т_р

Т_р= 286К            она равна плотности насыщенного водяного

ρ_н = 30,3*10^-3кг/м³ пара при точке росы Т_р. Следовательно,

φ - ? ρ - ?                           ρ_н = 11,4*10^-3кг/м³.

Относительная влажность воздуха при Т:φ = ρ/ ρ_н

  φ = 11,4*10^-3кг/м³/30,3*10^-3кг/м³= 0,376 = 37,6%

3. В комнате объёмом 200м³ относительная влажность воздуха при 20⁰С равна 70%. Определить массу водяных паров в воздухе комнаты.

Дано:                                 Решение:

V=200м³                                    Масса водяного пара в объёме V при температу-

t = 20⁰С                           ре t равна m = ρV = φ ρ_нV

φ = 0,7                                m = 0,7*17,3*10^-3кг/м³*200м³

ρ_н = 17,3*10^-3кг/м³            m = 2,422кг

4. Поверхностное натяжение керосина равно 0,024Н/м. Какую работу совершают силы поверхностного натяжения, если площадь поверхностного слоя керосина уменьшится на 50см²?  

Дано:                                 Решение:

σ= 2,4*10^-2Дж/м²                                     ΔА = ΔSσ

ΔS= 50см²=5*10^-3м²              ΔА =5*10^-3м²*2,4*10^-2Дж/м²          

ΔА- ?                                              ΔА = 1,2*10^-4Дж

 

5. Определить поверхностное натяжение спирта, если в капиллярной трубке диаметром 1мм он поднялся на 11мм.

Дано:                              Решение:

D = 10^-3м                              h = 2σ/ ρgr , следовательно

h= 11*10^-3м                                   σ = ρghd/4

ρ = 7,9*10²кг/м³                                       σ = 9,8м/с²*7,9*10²кг/м³*11*10^-3м*10^-3м/4

g = 9,8м/с²                                  σ = 0,0213Н/м

σ - ?

6. На сколько увеличится энергия поверхностного слоя мыльной плёнки при увеличении площади её поверхности на 40см²?

Дано:                                 Решение:

σ= 0,04Дж/м²                             Мыльная плёнка имеет две поверхности,

ΔS= 40см²=4*10^-3м²              поэтому надо брать двойную площадь

ΔЕ - ?                                 увеличения поверхности: ΔЕ = 2ΔSσ

                                           ΔЕ = 2*0,04Дж/м²*4*10^-3м²

                                           ΔЕ = 3,2*10^-4Дж

 

7. Какому внешнему воздействию нужно подвергнуть насыщенный пар, чтобы он стал ненасыщенным?

Ответ. Так как пар стал ненасыщенным, то под действием внешнего воздействия:

а) увеличился его объем (уменьшилось давление);

б) повысилась его температура;

в) одновре­менно увеличился его объем и повысилась температура.

9. Почему вода гасит огонь? Что быстрее потушит пламя — кипяток или холодная вода? Почему?

Ответ. Вода, попадая на горящее тело, испаряется и охла­ждается. Испарение воды снижает температуру го­рящего тела настолько, что реакция горения пре­кращается; кроме того, пар обволакивает горящее тело и прекращает доступ к нему кислорода. Так как кипяток быстрее превращается в пар, то быстрее потушит пламя кипяток, чем холодная вода.

10. Какой пар находится над свободной плоской поверхностью жидкости, если за 1 с переходит изжидкости в пар 3*10⁶ молекул, а из пара в жид­кость – 5*10⁷ молекул?

Ответ.Над свободной плоской поверхностью жидкости находится перенасыщенный пар, так как из пара в жидкость переходит больше молекул, чем из жидкости в пар, но этот пар не является насыщенным, так как не существует динамического равновесия между жидкой и паровой фазами.

11. Как изменится интенсивность испарения жидкости, если уменьшить над ее свободной поверхностью внешнее давление?

Ответ.Интенсивность испарения жидкости увеличится, так как увеличится число молекул, переходящих изжидкой в паровую фазу.

12. Почему давление насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объема? Объяснить на основе молекулярно-кинетической теории

Ответ. Концентрация молекул в единице объема насыщенного пара данной жидкости постоянная при неизменной температуре. Необходимым условием одновременного существования двух фаз жидкость - пар является динамическое равновесие числа молекул, переходящих из жидкости в пар и из пара в жидкость. При увеличении объема насыщенного пара нарушается динамическое равновесие, увеличивается число молекул, переходящих
из жидкости в пар до тех пор, пока не установится динамическое равновесие и не восстановится прежняя концентрация молекул пара в единице объема. В этом случае жидкость испаряется, ее масса уменьшается.

При уменьшении объема насыщенного пара также происходит нарушение динамического равновесия, но в этом случае увеличивается число молекул, переходя­щих из пара в жидкость до тех пор, пока не восстановится прежняя концентрация молекул пара в единице объема. В этом случае пары конденсируют­ся, масса жидкости увеличивается. Итак, при измене­нии объема насыщенного пара концентрация его молекул остается постоянной и, следовательно, оста­ется постоянным давление р = nkТ потому что k, n и Т—постоянные параметры. Отсюда следует, что давление насыщенных паров не зависит от их объемов.

 

 

---

Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 855; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!