Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 18 № 1240
i

Туман и роса

В воз­ду­хе все­гда при­сут­ству­ют во­дя­ные пары, кон­цен­тра­ция ко­то­рых может быть раз­лич­ной. Опыт по­ка­зы­ва­ет, что кон­цен­тра­ция паров не может пре­вы­шать не­ко­то­ро­го мак­си­маль­но воз­мож­но­го зна­че­ния nmax (для каж­дой тем­пе­ра­ту­ры это зна­че­ние свое). Пары с кон­цен­тра­ци­ей, рав­ной nmax, на­зы­ва­ют­ся на­сы­щен­ны­ми. С ро­стом тем­пе­ра­ту­ры мак­си­маль­но воз­мож­ная кон­цен­тра­ция во­дя­ных паров также рас­тет. От­но­ше­ние кон­цен­тра­ции n

во­дя­ных паров при дан­ной тем­пе­ра­ту­ре к мак­си­маль­но воз­мож­ной кон­цен­тра­ции при той же тем­пе­ра­ту­ре на­зы­ва­ет­ся от­но­си­тель­ной влаж­но­стью, ко­то­рая обо­зна­ча­ет­ся бук­вой f. От­но­си­тель­ную влаж­ность

при­ня­то из­ме­рять в про­цен­тах. Из ска­зан­но­го сле­ду­ет, что f  =  (n/nmax) · 100%.

При этом от­но­си­тель­ная влаж­ность не может пре­вы­шать 100%.

Пусть при не­ко­то­рой тем­пе­ра­ту­ре t кон­цен­тра­ция во­дя­ных паров в воз­ду­хе равна n, а от­но­си­тель­ная влаж­ность мень­ше, чем 100%. Если тем­пе­ра­ту­ра будет по­ни­жать­ся, то вме­сте с ней будет умень­шать­ся и ве­ли­чи­на nmax, а зна­чит, от­но­си­тель­ная влаж­ность будет уве­ли­чи­вать­ся. При не­ко­то­рой кри­ти­че­ской тем­пе­ра­ту­ре от­но­си­тель­ная влаж­ность до­стиг­нет зна­че­ния 100% (в этот мо­мент кон­цен­тра­ция во­дя­ных паров ста­нет мак­си­маль­но воз­мож­ной при дан­ной тем­пе­ра­ту­ре). По­это­му даль­ней­шее по­ни­же­ние тем­пе­ра­ту­ры при­ве­дет к пе­ре­хо­ду во­дя­ных паров в жид­кое со­сто­я­ние  — в воз­ду­хе об­ра­зу­ют­ся капли ту­ма­на, а на пред­ме­тах вы­па­дут капли росы. По­это­му упо­мя­ну­тая выше кри­ти­че­ская тем­пе­ра­ту­ра на­зы­ва­ет­ся точ­кой росы (обо­зна­ча­ет­ся tр).

На из­ме­ре­нии точки росы ос­но­ва­но дей­ствие при­бо­ра для опре­де­ле­ния от­но­си­тель­ной влаж­но­сти воз­ду­ха  — кон­ден­са­ци­он­но­го гиг­ро­мет­ра. Он со­сто­ит из зер­каль­ца, ко­то­рое может охла­ждать­ся при по­мо­щи ка­ко­го-либо

устрой­ства, и точ­но­го тер­мо­мет­ра для из­ме­ре­ния тем­пе­ра­ту­ры зер­каль­ца. При по­ни­же­нии тем­пе­ра­ту­ры зер­каль­ца до точки росы на нем вы­па­да­ют капли жид­ко­сти. Ве­ли­чи­ну от­но­си­тель­ной влаж­но­сти воз­ду­ха опре­де­ля­ют по из­ме­рен­но­му зна­че­нию точки росы при по­мо­щи спе­ци­аль­ных таб­лиц.

Су­ще­ству­ет еще одна раз­но­вид­ность ту­ма­на  — ле­дя­ной туман. Он на­блю­да­ет­ся при тем­пе­ра­ту­рах ниже −(10 ÷ 15) °C и со­сто­ит из мел­ких кри­стал­ли­ков льда, ко­то­рые свер­ка­ют либо в лучах солн­ца, либо в свете луны или фо­на­рей. Осо­бен­но­стью ле­дя­но­го ту­ма­на яв­ля­ет­ся то, что он может на­блю­дать­ся и при от­но­си­тель­ной влаж­но­сти, мень­шей 100% (даже менее 50%). Усло­ви­ем воз­ник­но­ве­ния ле­дя­но­го ту­ма­на при низ­кой от­но­си­тель­ной влаж­но­сти яв­ля­ет­ся очень низ­кая тем­пе­ра­ту­ра (ниже −30 °C) и на­ли­чие обиль­ных ис­точ­ни­ков во­дя­но­го пара (на­при­мер, труб и сточ­ных во­до­е­мов

про­мыш­лен­ных пред­при­я­тий, печ­ных труб жилых по­ме­ще­ний, вы­хлоп­ных труб мощ­ных дви­га­те­лей внут­рен­не­го сго­ра­ния и т. п.). По­это­му ле­дя­ной туман при низ­кой влаж­но­сти на­блю­да­ет­ся в на­се­лен­ных пунк­тах, на круп­ных же­лез­но­до­рож­ных стан­ци­ях, на ак­тив­но дей­ству­ю­щих аэро­дро­мах и т. п.

Одним из воз­мож­ных спо­со­бов охла­жде­ния зер­каль­ца кон­ден­са­ци­он­но­го гиг­ро­мет­ра яв­ля­ет­ся ис­па­ре­ние на об­рат­ной сто­ро­не зер­каль­ца жид­ко­сти, в ре­зуль­та­те чего от зер­каль­ца от­ни­ма­ет­ся теп­ло­та ис­па­ре­ния. Какую жид­кость лучше для этого ис­поль­зо­вать – эфир или спирт? Дав­ле­ния на­сы­щен­ных паров эфира и спир­та при ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре равны 60 кПа и 5,9 кПа, со­от­вет­ствен­но. Ответ по­яс­ни­те.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  Эфир.

2.  Эфир при ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре имеет боль­шее дав­ле­ние на­сы­щен­ных паров, чем вода. По­это­му он легче ис­па­ря­ет­ся. Вслед­ствие этого зер­каль­це более ин­тен­сив­но охла­жда­ет­ся, и гиг­ро­метр ра­бо­та­ет лучше (точка росы до­сти­га­ет­ся быст­рее).

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Пред­став­лен пра­виль­ный ответ на во­прос, и при­ве­де­но до­ста­точ­ное обос­но­ва­ние, не со­дер­жа­щее оши­бок2
Пред­став­лен пра­виль­ный ответ на по­став­лен­ный во­прос, но его обос­но­ва­ние не яв­ля­ет­ся до­ста­точ­ным, хотя со­дер­жит оба эле­мен­та пра­виль­но­го от­ве­та или ука­за­ние на фи­зи­че­ские яв­ле­ния (за­ко­ны), при­част­ные к об­суж­да­е­мо­му во­про­су.

ИЛИ

Пред­став­ле­ны кор­рект­ные рас­суж­де­ния, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му от­ве­ту, но ответ явно не сфор­му­ли­ро­ван

1
Пред­став­ле­ны общие рас­суж­де­ния, не от­но­ся­щи­е­ся к от­ве­ту на по­став­лен­ный во­прос.

ИЛИ

Ответ на во­прос не­ве­рен не­за­ви­си­мо от того, что рас­суж­де­ния пра­виль­ны или не­вер­ны, или от­сут­ству­ют

0
Мак­си­маль­ный балл2

Аналоги к заданию № 1213: 1240 2321 Все

Раздел кодификатора ФИПИ: 2.9 Влаж­ность воз­ду­ха.
1
Тип 18 № 1213
i

Одним из воз­мож­ных спо­со­бов охла­жде­ния зер­каль­ца кон­ден­са­ци­он­но­го гиг­ро­мет­ра яв­ля­ет­ся ис­па­ре­ние на об­рат­ной сто­ро­не зер­каль­ца жид­ко­сти, в ре­зуль­та­те чего от зер­каль­ца от­ни­ма­ет­ся теп­ло­та ис­па­ре­ния. Какую жид­кость лучше для этого ис­поль­зо­вать  — эфир или воду? Дав­ле­ния на­сы­щен­ных паров эфира и воды при ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре равны 60 кПа и 2,3 кПа, со­от­вет­ствен­но. Ответ по­яс­ни­те.


Аналоги к заданию № 1213: 1240 2321 Все


2
Тип Д19 № 1207
i

Какие зна­че­ния может при­ни­мать от­но­си­тель­ная влаж­ность?

 

1)  от 0 % до 100 %

2)  боль­ше 0 %, но мень­ше 100 %

3)  любое

4)  боль­ше 100 %


3
Тип Д20 № 1208
i

В таб­ли­це при­ве­де­на за­ви­си­мость кон­цен­тра­ции nmax на­сы­щен­ных паров воды в воз­ду­хе от тем­пе­ра­ту­ры t. Кон­цен­тра­ция паров в воз­ду­хе при вы­па­де­нии ту­ма­на равна 2,37·1023 1/м3. Чему равна точка росы в усло­ви­ях этого опыта?

 

t, °С101112131415161718
nmax·1023, м-31,952,082,222,372,512,662,823,013,20

 

1)  11 °C

2)  12 °C

3)  13 °C

4)  14 °C


4
Тип Д22 № 14507
i

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния, ко­то­рые со­от­вет­ству­ют со­дер­жа­нию тек­ста. За­пи­ши­те в ответ их но­ме­ра.

 

1.  От­но­си­тель­ная влаж­ность может при­ни­мать зна­че­ния от 0 % до 100 %.

В таб­ли­це при­ве­де­на за­ви­си­мость кон­цен­тра­ции nmax на­сы­щен­ных паров воды в воз­ду­хе от тем­пе­ра­ту­ры t. Кон­цен­тра­ция паров в воз­ду­хе при вы­па­де­нии ту­ма­на равна 2,37·1023 1/м3. Чему равна точка росы при усло­ви­ях этого опыта?

 

t, °С101112131415161718
nmax·1023, м-31,952,082,222,372,512,662,823,013,20

 

2.  11 °C

3.  12 °C

4.  13 °C

5.  14 °C