Номер 24, страница 20 - гдз по физике 8 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

II. Изменения агрегатного состояния вещества. Выполняем тест - номер 24, страница 20.

Условие.

24. Ягоды, вынутые из холодильника и имеющие температуру +2 °С, «запотели». Это значит, что давление водяного пара в окружающем воздухе не превышает:

1) 5,3 мм рт. ст.

2) 5,6 мм рт. ст.

3) 6,4 мм рт. ст.

4) 2,3 мм рт. ст.

Решение.

Дано:

Температура ягод, $t = +2$ °C.

На ягодах происходит конденсация водяного пара («запотели»).

Перевод в систему СИ:

Температура в Кельвинах: $T = 2 + 273,15 = 275,15$ К.

Найти:

Давление водяного пара в окружающем воздухе, $\text{p}$.

Решение:

Явление «запотевания» ягод, вынутых из холодильника, представляет собой конденсацию водяного пара из окружающего воздуха на их холодной поверхности. Конденсация начинается, когда температура поверхности становится равной или ниже температуры точки росы для данного воздуха.

Точка росы — это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться.

В данном случае поверхность ягод имеет температуру $t = +2$ °C. Когда ягоды вынимают из холодильника, они охлаждают прилегающий к ним слой воздуха до этой же температуры. Поскольку на ягодах образовался конденсат, это означает, что температура их поверхности ($+2$ °C) является температурой точки росы для окружающего воздуха. Следовательно, парциальное давление водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при температуре $+2$ °C.

Для определения этого давления воспользуемся таблицей зависимости давления насыщенного водяного пара от температуры. При температуре $+2$ °C давление насыщенного пара $p_{н.п.}$ составляет приблизительно 706 Па.

Варианты ответа даны в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Переведем полученное значение в эти единицы, зная, что $1 \text{ мм рт. ст.} \approx 133,3 \text{ Па}$.

$p = \frac{706 \text{ Па}}{133,3 \text{ Па/мм рт. ст.}} \approx 5,296 \text{ мм рт. ст.}$

Полученное значение, округленно 5,3 мм рт. ст., соответствует первому варианту ответа. Хотя в вопросе используется формулировка «не превышает», что с физической точки зрения не совсем корректно (для конденсации давление должно быть не меньше этого значения), в контексте тестового задания предполагается выбор именно этого порогового значения, при котором начинается конденсация.

Ответ: 1) 5,3 мм рт. ст.