В сосуде при температуре 100 °C находится влажный воздух с относительной влажностью 40% под

Ответы на вопрос

Отвечает Камалов Куат.

Дано: влажный воздух при $T = 100^\circ C$ , относительная влажность $\varphi = 40\%$ , давление $p_1 = 1$ атм. Объём уменьшили изотермически в 5 раз. Найти конечное давление.

1. Начальное состояние смеси

При $100^\circ C$ давление насыщенного водяного пара:

p_{\text{нас}} = 1 \text{ атм}

Относительная влажность:

\varphi = \frac{p_{\text{пара}}}{p_{\text{нас}}}

Следовательно, парциальное давление водяного пара:

p_{в} = 0{,}4 \cdot 1 = 0{,}4 \text{ атм}

Общее давление 1 атм, значит давление сухого воздуха:

p_{сух} = 1 - 0{,}4 = 0{,}6 \text{ атм}

2. Изотермическое сжатие в 5 раз

При изотермическом процессе для идеального газа:

p \sim \frac{1}{V}

Значит, каждое парциальное давление возрастает в 5 раз (пока нет фазового перехода):

сухой воздух:

p_{сух}' = 0{,}6 \cdot 5 = 3 \text{ атм}

водяной пар (если бы не было конденсации):

p_{в}' = 0{,}4 \cdot 5 = 2 \text{ атм}

3. Условие насыщения и конденсация

При $100^\circ C$ максимальное давление водяного пара не может превышать:

p_{\text{нас}} = 1 \text{ атм}

Но расчёт даёт $2$ атм, что больше насыщения, значит избыток пара конденсируется.

Итог:

p_{в,\ конеч} = 1 \text{ атм}

4. Общее конечное давление

p_{кон} = p_{сух}' + p_{в,\ конеч} = 3 + 1 = 4 \text{ атм}

Переведём в Паскали:

1 \text{ атм} = 101325 \text{ Па}

p_{кон} = 4 \cdot 101325 = 405300 \text{ Па}

Ответ:

\boxed{4{,}053 \cdot 10^5 \text{ Па}}

Ответы на вопрос

1. Начальное состояние смеси

2. Изотермическое сжатие в 5 раз

3. Условие насыщения и конденсация

4. Общее конечное давление

Ответ:

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика