Ломоносов 2022, 10-11 класс, задача 2
В прочном сосуде объемом м находится смесь из моль водорода и моль сухого воздуха. Найдите относительную влажность воздуха в сосуде после сгорания водорода и охлаждения содержимого сосуда до температуры . Давление насыщенного водяного пара при этой температуре Па. Массовая доля кислорода в воздухе составляет примерно . Универсальная газовая постоянная Дж/(мольК).
Вопросы. Какие виды парообразования вы знаете? Дайте определение удельной теплоты парообразования.
Решение. Уравнение реакции горения водорода в кислороде имеет вид:
Отсюда следует, что количество молей сгоревшего водорода равно количеству молей образовавшегося водяного пара и вдвое превышает количество молей требующегося для горения кислорода. Поскольку
имеющегося в сосуде воздуха с избытком хватит для полного сгорания водорода. Следовательно, в воздухе образуется молей водяного пара. Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, находим парциальное давление водяного пара:
где К. Относительная влажность воздуха
Ответ. или .
Задача: задача вовсе не решалась: баллов.
Задача: не решена, но сделан поясняющий рисунок (если требуется), частично сформулированы необходимые физические законы: - баллов.
Задача: не решена, но правильно сформулированы физические законы и правильно записаны основные уравнения, необходимые для решения задачи: - баллов.
Задача: решена, но допущены незначительные погрешности: - баллов.
Задача: решена полностью и получен правильный ответ: баллов.
Теоретические вопросы: ответ по существу обеих частей вопроса полностью отсутствует: баллов.
Теоретические вопросы: ответ является неполным (дан ответ только на одну часть вопроса): - баллов.
Теоретические вопросы: ответ является неполным (даны формально ответы на обе части вопроса, но отсутствуют или не полностью приведены необходимые пояснения): - баллов.
Теоретические вопросы: ответ является полным (содержит по обеим частям вопроса необходимые физические понятия и величины с пояснением их смысла): баллов.