При решении задач надо иметь в виду, что давление и плотность насыщенного пара не зависят от его объёма, а зависят только от температуры. Уравнение состояния идеального газа приближённо применимо и для описания насыщенного пара. Но при сжатии или нагревании насыщенного пара его масса не остаётся постоянной.
При решении некоторых задач могут понадобиться значения давления насыщенного пара при некоторых температурах. Эти данные нужно брать из таблицы.
Задача 1. Закрытый сосуд объёмом V1 = 0,5 м3 содержит воду массой m = 0,5 кг. Сосуд нагрели до температуры t = 147 °С. На сколько следует изменить объём сосуда, чтобы в нём содержался только насыщенный пар? Давление насыщенного пара рн. п при температуре t = 147 °С равно 4,7 • 105 Па.
Р е ш е н и е. Насыщенный пар при давлении рн. п занимает объём, равный где М = 0,018 кг/моль — молярная масса воды. Объём сосуда V1 > V, а значит, пар не является насыщенным. Для того чтобы пар стал насыщенным, объём сосуда следует уменьшить на
Задача 2. Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде при температуре t1 = 5 °С равна φ1 = 84 %, а при температуре t2 = 22 °С равна φ2= 30 %. Во сколько раз давление насыщенного пара воды при температуре t2 больше, чем при температуре t1?
Р е ш е н и е. Давление водяного пара в сосуде при Т1 = 278 К равно где рн. п1 — давление насыщенного пара при температуре Т1. При температуре Т2 = 295 К давление
Так как объём постоянен, то по закону Шарля
Задача 3. В комнате объёмом 40 м3 температура воздуха 20 °С, его относительная влажность φ1 = 20 %. Сколько надо испарить воды, чтобы относительная влажность φ2достигла 50 % ? Известно, что при 20 °С давление насыщающих паров рн п = 2330 Па.
Давление пара при относительной влажности φ1 и φ2
Плотность связана с давлением равенством ρ = Mp/RT, откуда
Давление столба жидкости вычислается по формуле: p= ρgh Высота ртутного столба в барометре Торричелли при нормальном атмосферном давлении примерно равна 760 мм. При этом плотность ртути равна 13600 кг/м(куб). Если рассмотреть в качестве жидкости спирт, то необходимо учесть, что плотность спирта равна 800 кг/м (куб). Из формулы видно, что давление прямо пропорционально высоте столба жидкости. Т.к. плотность ртути в 13600/800=17 раз выше, чем плотность спирта, следовательно трубка должна быть в 17 раз выше, т.е. 760 мм * 17 = 12920 мм = 12,920 метров. Это минимум, на практике трубка должна быть процентов на 20 выше, чтобы жидкость опустилась до текущего атмосферного давления.
При решении некоторых задач могут понадобиться значения давления насыщенного пара при некоторых температурах. Эти данные нужно брать из таблицы.
Задача 1. Закрытый сосуд объёмом V1 = 0,5 м3 содержит воду массой m = 0,5 кг. Сосуд нагрели до температуры t = 147 °С. На сколько следует изменить объём сосуда, чтобы в нём содержался только насыщенный пар? Давление насыщенного пара рн. п при температуре t = 147 °С равно 4,7 • 105 Па.
Р е ш е н и е. Насыщенный пар при давлении рн. п занимает объём, равный где М = 0,018 кг/моль — молярная масса воды. Объём сосуда V1 > V, а значит, пар не является насыщенным. Для того чтобы пар стал насыщенным, объём сосуда следует уменьшить на
Задача 2. Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде при температуре t1 = 5 °С равна φ1 = 84 %, а при температуре t2 = 22 °С равна φ2= 30 %. Во сколько раз давление насыщенного пара воды при температуре t2 больше, чем при температуре t1?
Р е ш е н и е. Давление водяного пара в сосуде при Т1 = 278 К равно где рн. п1 — давление насыщенного пара при температуре Т1. При температуре Т2 = 295 К давление
Так как объём постоянен, то по закону Шарля
Задача 3. В комнате объёмом 40 м3 температура воздуха 20 °С, его относительная влажность φ1 = 20 %. Сколько надо испарить воды, чтобы относительная влажность φ2достигла 50 % ? Известно, что при 20 °С давление насыщающих паров рн п = 2330 Па.
Давление пара при относительной влажности φ1 и φ2
Плотность связана с давлением равенством ρ = Mp/RT, откуда
Массы воды в комнате при влажности φ1 и φ2
Масса воды, которую надо испарить:
Высота ртутного столба в барометре Торричелли при нормальном атмосферном давлении примерно равна 760 мм. При этом плотность ртути равна 13600 кг/м(куб). Если рассмотреть в качестве жидкости спирт, то необходимо учесть, что плотность спирта равна 800 кг/м (куб).
Из формулы видно, что давление прямо пропорционально высоте столба жидкости. Т.к. плотность ртути в 13600/800=17 раз выше, чем плотность спирта, следовательно трубка должна быть в 17 раз выше, т.е. 760 мм * 17 = 12920 мм = 12,920 метров. Это минимум, на практике трубка должна быть процентов на 20 выше, чтобы жидкость опустилась до текущего атмосферного давления.