№1 Насыщенный водяной пар и вода находятся в цилиндре под поршнем. Объём пара уменьшают в два раза при постоянной температуре. Определите отношение конечной концентрации пара к начальной. №2
Водяной пар находится в цилиндре под поршнем, его относительная влажность равна 83%. Объём пара уменьшают в два раза при постоянной температуре. Определите новую относительную влажность пара. ответ запишите в процентах.
В нашем случае, объём пара уменьшается в два раза, что означает, что давление пара увеличивается в два раза. Так как у нас постоянная температура, конечное давление пара будет два раза больше начального давления.
По закону Бойля-Мариотта имеем следующее отношение:
P₁V₁ = P₂V₂
Где P₁ - начальное давление пара, V₁ - начальный объём пара,
P₂ - конечное давление пара, V₂ - конечный объём пара.
У нас дано, что объём пара уменьшается в два раза, значит V₂ = V₁/2.
Подставляем данные в формулу:
P₁ * V₁ = 2 * P₁ * (V₁/2)
Сокращаем P₁ с P₁, V₁ сокращаем с V₁/2:
1 = 2/2
Таким образом, конечное давление пара (P₂) будет равно начальному давлению пара (P₁), то есть отношение конечной концентрации пара к начальной будет равно 1.
Ответ: Отношение конечной концентрации пара к начальной равно 1.
№2 Для решения данной задачи, нам также понадобятся знания о законе Бойля-Мариотта.
Когда объём пара уменьшается в два раза при постоянной температуре, мы знаем, что давление пара увеличивается в два раза. Так как относительная влажность пара определяется отношением давления пара к насыщенному давлению пара при данной температуре, это отношение также изменится.
Для определения новой относительной влажности пара, нам нужно узнать, во сколько раз изменится отношение давления пара к насыщенному давлению пара.
По закону Бойля-Мариотта имеем следующее отношение:
P₁ * V₁ = P₂ * V₂
Где P₁ - начальное давление пара, V₁ - начальный объём пара,
P₂ - конечное давление пара, V₂ - конечный объём пара.
У нас дано, что объём пара уменьшается в два раза, значит V₂ = V₁/2.
Подставляем данные в формулу:
P₁ * V₁ = P₂ * (V₁/2)
Сокращаем V₁ с V₁/2:
2 * P₁ = P₂
Таким образом, конечное давление пара (P₂) будет в два раза больше начального давления пара (P₁).
Для определения новой относительной влажности пара, мы должны сравнить это изменение давления пара с изменением насыщенного давления пара при данной температуре.
Отношение давления пара к насыщенному давлению пара (процентная относительная влажность) можно выразить следующей формулой:
Относительная влажность = (P₁ / P насыщенное) * 100%
Так как P₂ = 2 * P₁, то отношение конечного давления пара к насыщенному давлению пара (новая относительная влажность) можно записать следующим образом:
Новая относительная влажность = (2 * P₁ / P насыщенное) * 100%
Ответ: Новая относительная влажность пара будет равна удвоенному значению начальной относительной влажности, то есть 166%.