Номер 43.6, страница 162 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 43. Влажность. Глава 6. Тепловые явления - номер 43.6, страница 162.

43.6[1152]

Как изменится соотношение между массой жидкости и массой насыщенного пара, если объём сосуда уменьшить при постоянной температуре?

Решение

В условии задачи рассматривается замкнутая система «жидкость — насыщенный пар» при постоянной температуре ($T = \text{const}$). Насыщенный пар — это пар, находящийся в термодинамическом равновесии со своей жидкостью. Важнейшим свойством насыщенного пара является то, что его плотность ($\rho_п$) и давление зависят только от температуры. Поскольку температура в процессе не меняется, плотность насыщенного пара должна оставаться постоянной.

Масса пара ($m_п$) связана с его объемом ($V_п$) и плотностью ($\rho_п$) соотношением $m_п = \rho_п \cdot V_п$.

При уменьшении объема сосуда уменьшается и объем $V_п$, занимаемый паром. Так как плотность насыщенного пара $\rho_п$ при постоянной температуре должна оставаться неизменной, для сохранения равновесия часть пара должна сконденсироваться, переходя в жидкое состояние. Следовательно, масса пара $m_п$ уменьшается.

Сосуд является замкнутой системой, поэтому общая масса вещества (жидкость + пар) в нем сохраняется: $m_{общ} = m_ж + m_п = \text{const}$, где $m_ж$ — масса жидкости.

Поскольку общая масса $m_{общ}$ постоянна, а масса пара $m_п$ уменьшается, масса жидкости $m_ж$ должна увеличиться ($m_ж = m_{общ} - m_п$).

Рассмотрим искомое соотношение $\frac{m_ж}{m_п}$. В результате уменьшения объема сосуда числитель этой дроби ($m_ж$) увеличился, а знаменатель ($m_п$) уменьшился. Такое изменение числителя и знаменателя однозначно приводит к увеличению значения самой дроби.

Ответ: Соотношение между массой жидкости и массой насыщенного пара увеличится.