МКТ и Термодинамика

Точка росы  — это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нем пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Следовательно, при изобарическом повышении температуры температура точки росы не изменяется.

При увеличении температуры возрастает влагоемкость воздуха, то есть максимальная масса водяного пара, который может содержаться в единице объема воздуха, следовательно, относительная влажность воздуха уменьшается.

Точка росы  — это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нем пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. При изотермическом увеличении давления температура точки росы увеличивается.

При увеличении давления возрастет плотность водяного пара, а следовательно, и абсолютная влажность воздуха. Поскольку температура осталась неизменной возрастет и относительная влажность воздуха.

После уменьшения объема в 2 раза относительная влажность воздуха увеличилась до 100 процентов, пар стал насыщенным, после чего водяные пары начинали конденсироваться на стенках. При дальнейшем уменьшении объема давление и плотность водяных паров оставались постоянными. В конечном состоянии объем вдвое меньше объема, когда пар стал насыщенным, значит, сконденсировалась половина пара.

Верны второе и пятое утверждения.

1. Неверно. Давление насыщенных паров воды при $100^\circ$ C равно нормальному атмосферному давлению $=10^5$ Па. Найдём парциальное давление водяных паров:

$$\varphi=\frac{p_{\text{пар}}}{p_{\text{нас}}}\cdot 100,\ \text{откуда}\ p_{\text{пар}}=\frac{\varphi\cdot p_{\text{нас}}}{100}=\frac{60\cdot 10^5}{100}=0{,}6\cdot 10^5\ \text{Па}.$$

Найдём также парциальное давление воздуха: $$p=p_{\text{воздух}}+p_{\text{пар}}\ (\text{закон Дальтона}),$$ откуда $$p_{\text{воздух}}=1{,}5\cdot 10^5-0{,}6\cdot 10^5=0{,}9\cdot 10^5\ \text{Па}.$$ То есть парциальное давление воздуха больше парциального давления водяных паров.

1. Верно, см. пункт 1.

2. Неверно. Из уравнения Менделеева — Клапейрона можно выразить массы воздуха и водяных паров:

$$m_{\text{воз}}= \frac{p_{\text{воз}} V m_{\text{воз}}}{RT}=\frac{0{,}9\cdot 10^5\cdot 5\cdot 10^{-3}\cdot 29}{8{,}31\cdot 373}\approx 4{,}2\ \text{г},$$

$$m_{\text{пар}}= \frac{p_{\text{пар}} V m_{\text{пар}}}{RT}=\frac{0{,}6\cdot 10^5\cdot 5\cdot 10^{-3}\cdot 18}{8{,}31\cdot 373}\approx 1{,}7\ \text{г}.$$

1. Верно, см. пункт 3.

2. Неверно. Из закона Бойля — Мариотта $pV=\text{const}$ при $T=\text{const}$, то есть если объем увеличивается, то давление должно уменьшаться, а значит, и относительная влажность воздуха будет уменьшаться.

1. Верно. Давление насыщенных паров воды при $100^\circ$ C равно нормальному атмосферному давлению $=10^5$ Па. Найдем парциальное давление водяных паров:

$$\varphi=\frac{p_{\text{пар}}}{p_{\text{нас}}}\cdot 100,\ \text{откуда}\ p_{\text{пар}}=\frac{\varphi}{100}\cdot p_{\text{нас}}=\frac{60\cdot 10^5}{100}=0{,}6\cdot 10^5\ \text{Па}.$$

Найдём также парциальное давление воздуха:

$$p=p_{\text{воздух}}+p_{\text{пар}}\ (\text{закон Дальтона}),$$ откуда $$p_{\text{воздух}}=1{,}1\cdot 10^5-0{,}6\cdot 10^5=0{,}5\cdot 10^5\ \text{Па}.$$

То есть парциальное давление воздуха меньше парциального давления водяных паров.

1. Неверно, см. расчеты пункта 1.

2. Верно. Из уравнения Менделеева-Клапейрона можно выразить массы воздуха и водяных паров:

$$m_{\text{воз}}=\frac{p_{\text{воз}}V_{\text{воз}}m_{\text{воз}}}{RT}=\frac{0{,}5\cdot 10^5\cdot 5\cdot 10^{-3}\cdot 29}{8{,}31\cdot 373}\approx 2{,}3\ \text{г},$$

$$m_{\text{пар}}=\frac{p_{\text{пар}}V_{\text{пар}}m_{\text{пар}}}{RT}=\frac{0{,}6\cdot 10^5\cdot 5\cdot 10^{-3}\cdot 18}{8{,}31\cdot 373}\approx 1{,}7\ \text{г}.$$

1. Неверно, см. пункт 3.

2. Из закона Бойля-Мариотта $pV=\text{const}$ при $T=\text{const}$, то есть если объем увеличивается, то давление должно уменьшаться, а значит и относительная влажность воздуха будет уменьшаться.