Зовнішнє незалежне оцінювання - комплексне видання
Частина ІІ ПРИЙОМИ РОЗВЯЗУВАННЯ ТИПОВИХ ЗАДАЧ
МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА І ТЕРМОДИНАМІКА
3. ВЛАСТИВОСТІ ГАЗІВ, РІДИН І ТВЕРДИХ ТІЛ
3.2. Задачі на вологість повітря (див. п. 3.3, с. 68, 69)
3.2.1. У закритому балоні об'ємом 0,1 м3 перебуває повітря, відносна вологість якого дорівнює 60 %, а температура становить 30 °С. Повітря у балоні охолоджують. Встановіть залежність між температурою повітря у балоні та масою роси.
Температура, °С |
Густина насиченої водяної пари, г/м3 |
0 |
5 |
6 |
7 |
14 |
12 |
24 |
22 |
30 |
30 |
1 |
0°С |
А |
0 |
2 |
6 °С |
Б |
0,1 г |
3 |
14 °С |
В |
0,5 г |
4 |
24 °С |
Г |
0,7 г |
Д |
1,3 г |
Розв'язання
Визначимо масу водяної пари у балоні на початку спостереження (за температури 30 °С).
Оскільки 
= 
, то рa = pн.п = 30 ∙ 0,6 = 18 (
);
m0 = paV = 18 ∙ 0,1 = 1,8 (г).
Визначимо найбільшу можливу масу водяної пари за вказаними температурами та масу водяної пари, що сконденсувалася.
1) t1 = 0°С. m1 = pн.п V = 5 ∙ 0,1 = 0,5 (г);
mр = m0 - m1 = 1,8 - 0,5 = 1,3 (г).
Відповідність: 1 — Д.
2) t2 = 6°C. m2 = pн.пV = 7 ∙ 0,1=0,7 (г);
mр = m0 - m2 = 1,8 - 0,7 = 1,1 (г).
Відповідність: 2 — Г.
Під час розв'язування подібних задач треба чітко розуміти, що таке абсолютна та відносна вологість повітря.
Абсолютна вологість дорівнює густині водяної пари у повітрі:
ра = 
.
Відносна вологість показує, наскільки за даної температури водяна пара близька до насичення:
= 
∙ 100%.
Тут рн.п — густина насиченої водяної пари, яка дорівнює найбільшій масі води, що може утриматися у 1 м3 повітря за даної температури.
Під час розв'язування задач краще подавати у частках.
Зверніть увагу: щоб визначити масу роси mр, треба знайти:
✵ масу води m0, що була у повітрі на початку зниження температури:
m0 = paV;
✵ найбільшу масу води m, що може міститися у повітрі за вказаної температури: m = pн.пV.
✵ mp = m0 - m.
Якщо температура повітря зменшується, то зменшується рн.п, а ра залишається незмінною доти, доки пара стане насиченою (ра = рн.п).
У разі подальшого зменшення температури надлишкова водяна пара конденсується (випадає роса), абсолютна вологість зменшується, а відносна вологість становить 100 %.
3) t3 = 14°С. m2 = рн.п V = 12 ∙ 0,1 = 1,2 (г);
mр = m0 - m3 =1,8 - 1,2 = 0,6 (г).
ВІДПОВІДНІСТЬ: 3 — В.
4) t4 = 24°С. m4 = рн.пV = 22 ∙ 0,1 = 2,2 (г). За цієї температури у балоні може міститися 2,2 г водяної пари, а міститься 1,8 г. Отже, роса не випаде: mр = 0.
Відповідність: 4 — А.
Відповідь: 1 — Д, 2 — Г, 3 — В, 4 — А.
Задачі для самостійного розв'язання
3.2.2.* Вдень температура повітря у закритому приміщенні становила 30 °С. Визначте відносну вологість повітря у приміщенні, якщо ввечері температура в ньому почала знижуватися і за температури 14 °С стіни кімнати почали покриватися вологою.
А |
Б |
В |
Г |
20% |
25% |
30% |
40% |
3.2.3. За температури 24 °С відносна вологість повітря у кімнаті об'ємом 80 м3 дорівнювала 25 %. Визначте (у грамах) масу води, яку треба випарувати у кімнаті, щоб відносна вологість збільшилася до 50 %. Густина насиченої водяної пари за температури 24 °С дорівнює 22 г/м3.
Температура, °С |
Густина насиченої водяної пари, г/м3 |
14 |
12 |
30 |
30 |
Рекомендації до розв'язання.
Для кожного випадку визначте масу водяної пари у повітрі.