Физтех 2026, 10 класс, задача 4

Средняя

Источник:

Олимпиада школьников «Физтех» по физике, Заключительный этап, 2026, 10 класс

В цилиндре под поршнем при температуре находятся в равновесном состоянии: воздух, водяной пар и вода. Давление насыщенных паров воды при этой температуре . Число моль воздуха равно числу моль пара, масса воды в три раза больше массы пара. Объем смеси медленно изотермически увеличивают до тех пор, пока относительная влажность воздуха в цилиндре уменьшится до .

Определите давление влажного воздуха в цилиндре в конечном состоянии. Объем воды в начальном состоянии считайте пренебрежимо малым.

В начальном состоянии пар в цилиндре насыщенный, число моль воздуха равно числу моль пара, поэтому парциальное давление сухого воздуха в начальном состоянии равно .

При изотермическом увеличении объема смеси в раза вся вода испарится, в этот момент пар насыщенный. Чтобы относительная влажность воздуха уменьшилась до , следует увеличить объем смеси еще в раза. Конечный объем смеси в раз больше начального.

В конечном состоянии:

Ответ.

Найдено давление сухого воздуха в начальном состоянии

Найдено отношение конечного объема к начальному

Выведен правильный ответ (формула + число) на вопрос задачи

За арифметические ошибки в каждом вопросе задачи снимается балл.

Максимум: 10

Похожие задачи

Физтех 2022, 11 класс, задача 2

Цилиндрический теплоизолированный горизонтально расположенный сосуд разделен на два отсека теплопроводящим поршнем, который может перемещаться горизонтально без трения. В первом отсеке находится азот, во втором - кислород, каждый газ в количестве ν=3/7 моль. Начальная температура азота T₁

Средняя

Молекулярная физика и термодинамика

Физтех 2024, 10 класс, задача 4

В изохорическом процессе к смеси идеальных газов гелия и кислорода подводят Q=600,Дж теплоты. Температура смеси увеличивается на Δ T₁=15,К. Если к той же смеси подвести то же самое количество теплоты в изобарическом процессе, то температура смеси повысится на Δ T₂=10,К. Найдите

Средняя

Молекулярная физика и термодинамика

Физтех 2023, 9 класс, задача 4

Воду нагревают на электроплитке. Начальная температура воды tilde t₀=14^circC, объем воды V=2,л. Сопротивление спирали электроплитки R=20,Ом, сила тока в спирали I=5,А. Зависимость мощности P тепловых потерь от времени t представлена на графике (см. рис.). График зависимости мощ

Средняя

Молекулярная физика и термодинамика

Графики

Физтех 2025, 9 класс, задача 5

В калориметр, содержащий воду при температуре t₁=10^circC, помещают лед. Масса льда равна массе воды. После установления теплового равновесия отношение массы льда к массе воды n=9/7. 1\. Найдите долю δ массы воды, превратившейся в лед. 2\. Найдите начальную температуру t_{2
Средняя
Молекулярная физика и термодинамика}