Номер 20.2, страница 149 - гдз по физике 10-11 класс задачник Гельфгат, Генденштейн

Авторы: Гельфгат И. М., Генденштейн Л. Э., Кирик Л. А.
Тип: Задачник
Издательство: Илекса
Год издания: 2008 - 2025
Уровень обучения: профильный
Цвет обложки: красный лупа, парень едет на велосипеде
ISBN: 978-5-89237-252-7
Популярные ГДЗ в 10 классе
Упражнения. 20. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Жидкости, пары и твердые тела - номер 20.2, страница 149.
№20.2 (с. 149)
Условие. №20.2 (с. 149)
скриншот условия

20.2. В теплой кухне развешено выстиранное белье. На улице моросит холодный осенний дождь. Имеет ли смысл открыть форточку, чтобы белье высохло быстрее?
Решение. Скорость высыхания белья зависит от относительной влажности $\varphi$ воздуха в кухне. На первый взгляд, величина $\varphi$ увеличится после открывания форточки — ведь снаружи водяной пар близок к насыщению. Однако следует учесть, что в кухне температура существенно выше, а относительная влажность тоже довольно высока. Поэтому здесь парциальное давление пара намного выше, чем снаружи (давление насыщенного пара очень быстро растет с повышением температуры). Значит, при открытой форточке пар будет выходить из кухни и белье будет сохнуть быстрее.
Решение. №20.2 (с. 149)
Да, имеет смысл открыть форточку, чтобы белье высохло быстрее. Объяснение этого явления связано с понятиями относительной влажности, парциального давления и давления насыщенного пара.
Скорость испарения воды с поверхности белья напрямую зависит от того, насколько парциальное давление водяного пара в окружающем воздухе ниже давления насыщенного пара при данной температуре. Чем больше эта разница, тем интенсивнее испарение.
В закрытой теплой кухне испаряющаяся с белья влага быстро насыщает воздух, повышая его относительную влажность до высоких значений, близких к 100%. Когда воздух становится насыщенным, дальнейшее испарение практически прекращается.
На улице идет холодный дождь, поэтому наружный воздух имеет температуру $T_{сн}$ ниже, чем в кухне ($T_{вн}$), и его относительная влажность $\phi_{сн}$ близка к 100%. На первый взгляд, впускать в комнату такой «влажный» воздух кажется нелогичным. Однако ключевым фактором является не относительная, а абсолютная влажность, которая характеризуется парциальным давлением водяного пара $p$.
Давление насыщенного пара $p_{нас}$ очень сильно зависит от температуры: оно экспоненциально растет с ее повышением. Поскольку в кухне температура $T_{вн}$ существенно выше, чем на улице $T_{сн}$, то и давление насыщенного пара в кухне $p_{нас}(T_{вн})$ намного больше, чем на улице $p_{нас}(T_{сн})$.
Из-за этого, несмотря на высокую относительную влажность, абсолютное количество влаги в теплом воздухе кухни (его парциальное давление $p_{вн}$) становится значительно больше, чем в холодном воздухе на улице ($p_{сн} \approx p_{нас}(T_{сн})$). Например, при $T_{вн} = 20^\circ C$ и $T_{сн} = 5^\circ C$, давление насыщенного пара составляет $p_{нас}(20^\circ C) \approx 2.34$ кПа и $p_{нас}(5^\circ C) \approx 0.87$ кПа. Парциальное давление снаружи будет около $0.87$ кПа, в то время как в кухне при влажности даже 70% оно составит $0.7 \cdot 2.34 \approx 1.64$ кПа, что почти вдвое выше.
При открытии форточки возникает обмен воздухом. Водяной пар, как и любой газ, диффундирует из области с более высоким парциальным давлением (кухня) в область с более низким (улица). Таким образом, влажный воздух покидает помещение.
В то же время, в кухню поступает холодный уличный воздух. Нагреваясь до комнатной температуры $T_{вн}$, его парциальное давление $p_{сн}$ не меняется, но так как давление насыщенного пара $p_{нас}(T_{вн})$ при этой температуре гораздо выше, относительная влажность этого воздуха резко падает. Он становится очень «сухим» (его новая относительная влажность будет $\phi_{новый} = p_{сн} / p_{нас}(T_{вн})$) и способным активно поглощать влагу с сохнущего белья.
Таким образом, проветривание организует процесс, при котором избыточная влага эффективно удаляется из помещения, что значительно ускоряет высыхание белья.
Ответ: Да, имеет смысл открыть форточку. Хотя относительная влажность на улице высока, из-за низкой температуры абсолютное содержание водяного пара в наружном воздухе (его парциальное давление) ниже, чем в теплой кухне. Открытие форточки обеспечит удаление влажного теплого воздуха из кухни и замену его более «сухим» (после нагрева) холодным воздухом, что ускорит процесс высыхания белья.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10-11 класс, для упражнения номер 20.2 расположенного на странице 149 к задачнику 2008 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №20.2 (с. 149), авторов: Гельфгат (Илья Маркович), Генденштейн (Лев Элевич), Кирик (Леонид Анатольевич), профильный уровень обучения учебного пособия издательства Илекса.