Номер 19, страница 44, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика. Глава V. Молекулярная физика. Параграф 29. Насыщенный пар. Влажность - номер 19, страница 44.

Условие.

19. Является ли водяной пар, находящийся при температуре 15 °С, насыщенным, если его парциальное давление равно 1,23 кПа? Какова точка росы для этого пара?

Решение 2.

Дано:

Температура водяного пара $t = 15 \text{ °C}$

Парциальное давление водяного пара $p = 1,23 \text{ кПа}$

Перевод в систему СИ:

$T = 15 + 273,15 = 288,15 \text{ К}$

$p = 1,23 \times 10^3 \text{ Па}$

Найти:

1. Определить, является ли пар насыщенным.

2. Найти точку росы $t_{росы}$.

Решение:

Является ли водяной пар, находящийся при температуре 15 °C, насыщенным, если его парциальное давление равно 1,23 кПа?

Водяной пар считается насыщенным, когда его парциальное давление $\text{p}$ равно давлению насыщенного пара $p_н$ при той же температуре. Если парциальное давление меньше давления насыщенного пара ($p < p_н$), то пар является ненасыщенным.

Для определения состояния пара необходимо найти в справочной таблице значение давления насыщенного водяного пара при температуре $t = 15 \text{ °C}$.

Из таблицы находим, что давление насыщенного пара при $15 \text{ °C}$ составляет $p_н(15 \text{ °C}) \approx 1,71 \text{ кПа}$.

Теперь сравним заданное парциальное давление с давлением насыщенного пара:

$p = 1,23 \text{ кПа}$

$p_н = 1,71 \text{ кПа}$

Поскольку $1,23 \text{ кПа} < 1,71 \text{ кПа}$, то есть $p < p_н$, делаем вывод, что водяной пар является ненасыщенным.

Ответ: Нет, водяной пар является ненасыщенным.

Какова точка росы для этого пара?

Точка росы — это температура, до которой необходимо охладить пар при постоянном давлении, чтобы он стал насыщенным. При этой температуре парциальное давление пара становится равным давлению насыщенного пара.

Следовательно, нам нужно найти температуру $t_{росы}$, при которой давление насыщенного пара $p_н$ будет равно заданному парциальному давлению $p = 1,23 \text{ кПа}$.

Воспользуемся таблицей зависимости давления насыщенного водяного пара от температуры. Ищем в таблице температуру, соответствующую давлению $1,23 \text{ кПа}$.

По табличным данным, давление насыщенного пара, равное $1,23 \text{ кПа}$, соответствует температуре $10 \text{ °C}$.

Это означает, что если данный пар охладить до $10 \text{ °C}$, он станет насыщенным и начнется конденсация.

Ответ: Точка росы для этого пара равна $10 \text{ °C}$.