В закрытом сосуде находится 2 г водяного пара под давлением 50 кПа и при температуре 100 ºС. Не изменяя температуры, объем сосуда уменьшили в 4 раза. Найдите массу образовавшейся при этом воды. Ответ приведите в граммах.
💡 Пошаговый разбор и решение:
При уменьшении объема сосуда будет увеличиваться давление газа. Достигнув давления насыщенного пара давление перестанет меняться. При дальнейшем уменьшении объема сосуда давление перестанет меняться, но из газа начнет конденсироваться жидкость. Вспомним, что вода кипит при температуре 100 °C и нормальном давлении 105 Па. Следовательно, давление насыщенного пара при температуре 100 °C для воды составляет 100 кПа. Напишем уравнение Клапейрона — Менделеева для первого и второго состояний газа.
$p_1V_1= $\frac{m_1}{\mu}$ RT,p_2V_2= $\frac{m_2}{\mu}$ RT$
где $m_1$ — масса газа в первом состоянии, $m_2$ — масса газа во втором состоянии. Из этих соотношений находим массу газа во втором состоянии:
$m_2= $\frac{p_2V_2}{p_1V_1}$ m_1= $\frac{p_2V_2}{p_1 \cdot 4V_2}$ = $\frac{100}{50 \cdot 4}$ \cdot 2=1г$
Масса пара во втором состоянии равна 1 г, следовательно, масса образовавшейся воды 2 − 1 = 1 г.
Ответ: 1 г.
$p_1V_1= $\frac{m_1}{\mu}$ RT,p_2V_2= $\frac{m_2}{\mu}$ RT$
где $m_1$ — масса газа в первом состоянии, $m_2$ — масса газа во втором состоянии. Из этих соотношений находим массу газа во втором состоянии:
$m_2= $\frac{p_2V_2}{p_1V_1}$ m_1= $\frac{p_2V_2}{p_1 \cdot 4V_2}$ = $\frac{100}{50 \cdot 4}$ \cdot 2=1г$
Масса пара во втором состоянии равна 1 г, следовательно, масса образовавшейся воды 2 − 1 = 1 г.
Ответ: 1 г.
Правильный ответ:
1 г
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 106153 • Задание №14
Температура в холодных облаках межзвездного газа составляет около 10 К, а давление газа достигает $1,4 умножит...
ID 109395 • Задание №33
Пусть u — среднеквадратичная скорость хаотического теплового движения молекул идеального одноатомного газа, а...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0
Максимальный балл | 2
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0
Максимальный балл | 2
🔗 Другие задания линии №23 по предмету Физика:
ID 107770
При температуре 250 K и давлении $1,5 умножить на 10 в степени левая круглая скобка 5 правая кр...
ID 107771
Одноатомный идеальный газ в количестве $\nu$ молей поглощает количество теплоты 2 кДж. При этом...
ID 107772
В сосуде с небольшой трещиной находится воздух. Воздух может медленно просачиваться сквозь трещ...
ID 107773
В термос с большим количеством льда при температуре $t_1=0 градусов С$ заливают 0,5 кг воды с т...
ID 107774
КПД тепловой машины 30%. За 10 с рабочему телу машины поступает от нагревателя 3 кДж теплоты. Ч...