Номер 2, страница 140 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тренировочный тест № 2 «Изменение агрегатных состояний вещества» - номер 2, страница 140.

Условие.

2. Относительная влажность воздуха в комнате равна 40%. Литровую банку наполнили водой лишь на четверть её объёма, затем плотно закрыли крышкой и поставили на стол. Как изменится относительная влажность воздуха в банке через 4 ч?

1) Возрастёт от 0 до 25%.

2) Возрастёт от 0 до 100%.

3) Возрастёт от 40 до 65%.

4) Возрастёт от 40 до 100%.

5) Не изменится.

Ответ: ☐

Решение.

Дано:

Начальная относительная влажность воздуха в банке $\phi_{1} = 40\%$.
В плотно закрытой банке находится вода.

Найти:

Конечную относительную влажность воздуха в банке $\phi_{2}$ через 4 часа.

Решение:

В начальный момент, когда банку с водой закрывают крышкой, воздух внутри неё имеет ту же относительную влажность, что и воздух в комнате, то есть $\phi_{1} = 40\%$.

Относительная влажность воздуха $\phi$ — это отношение парциального давления $\text{p}$ водяного пара, содержащегося в воздухе, к давлению $p_{н}$ насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженное в процентах:

$\phi = \frac{p}{p_{н}} \cdot 100\%$

После того как банку плотно закрыли, вода с её поверхности начинает испаряться. Поскольку система (банка) замкнута, водяной пар не может покинуть её объём. Процесс испарения приводит к увеличению концентрации молекул воды в воздухе над жидкой водой и, соответственно, к росту парциального давления водяного пара $\text{p}$.

Испарение будет продолжаться до тех пор, пока воздух в банке не станет насыщенным водяным паром. Это состояние динамического равновесия, при котором скорость испарения воды становится равной скорости её конденсации (перехода пара обратно в жидкость). При достижении этого состояния парциальное давление водяного пара становится равным давлению насыщенного пара: $p = p_{н}$.

Подставив это значение в формулу для относительной влажности, получим конечное значение влажности в банке:

$\phi_{2} = \frac{p_{н}}{p_{н}} \cdot 100\% = 100\%$

Так как в банке находится достаточное количество воды (она заполнена на четверть), она не испарится полностью, и процесс будет продолжаться до достижения 100% влажности. Времени в 4 часа более чем достаточно для установления такого равновесия в небольшом замкнутом объёме.

Таким образом, относительная влажность воздуха в банке возрастёт от 40% до 100%.

Ответ: 4