Что произойдет, если сосуд с некоторым количеством жидкости закрыть крышкой? Наиболее быстрые молекулы воды, преодолев притяжение со стороны других молекул, выскакивают из воды и образуют пар над водной поверхностью. Этот процесс называется испарением воды. С другой стороны, молекулы водяного пара, сталкиваясь друг с другом и с другими молекулами воздуха, случайным образом могут оказаться у поверхности воды и перейти обратно в жидкость. Это есть конденсация пара. В конце концов при данной температуре процессы испарения и конденсации взаимно компенсируются, то есть устанавливается состояние термодинамического равновесия. Водяной пар, находящийся в этом случае над поверхностью жидкости, называется насыщенным.
Давление насыщенного пара — наибольшее давление, которое может иметь пар при данной температуре. При увеличении температуры давление и плотность насыщенного пара увеличиваются (см. рис.).
Водяной пар становится насыщенным при достаточном охлаждении (процесс АВ) или в процессе дополнительного испарения воды (процесс АС). При достижении состояния насыщения начинается конденсация водяного пара в воздухе и на телах, с которыми он соприкасается. Роль центров конденсации могут играть ионы, мельчайшие капельки воды, пылинки, частички сажи и другие мелкие загрязнения. Если убрать центры конденсации, то можно получить пересыщенный пар.
На свойствах пересыщенного пара основано действие камеры Вильсона – прибора для регистрации заряженных частиц. След (трек) частицы, влетевшей в камеру с пересыщенным паром, виден на фотографии как линия, вдоль которой конденсируются капельки жидкости.
Длина трека частицы зависит от заряда, массы, начальной энергии частицы. Длина трека увеличивается с возрастанием начальной энергии частицы. Однако при одинаковой начальной энергии тяжелые частицы обладают меньшими скоростями, чем легкие. Медленно движущиеся частицы взаимодействуют с атомами среды более эффективно и будут иметь меньшую длину пробега.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.
1. Плотность водяного пара в воздухе составляет Температура воздуха составляет 22 °C. Образование тумана можно будет наблюдать, если при неизменной плотности водяного пара температура повысится до 26 °C.
2. Плотность водяного пара в воздухе составляет Температура воздуха составляет 22 °C. Образование тумана можно будет наблюдать, если при неизменной плотности водяного пара температура понизится до 21 °C.
3. Плотность водяного пара в воздухе составляет Температура воздуха составляет 22 °C. Образование тумана можно будет наблюдать, если при неизменной плотности водяного пара температура понизится до 18 °C.
4. Переходу водяного пара, первоначально находящегося в состоянии А (см. рис. выше), в состояние насыщения соответствует только процесс АD.
5. Переходу водяного пара, первоначально находящегося в состоянии А (см. рис. выше), в состояние насыщения соответствуют все три указанных процесса: АВ, АС и АD.
Туман образуется когда водяной пар является насыщенным. Обратимся к приведенной в тексте зависимости плотности насыщенного водяного пара от температуры. Из зависимости видно что для того, чтобы привести пар при температуре 22 °C и плотности
к насыщению, необходимо совершить процесс аналогичный процессу AB, т. е. понизить температуру. Из зависимости видно что ее необходимо понизить до температуры ниже 20 °C. Из предложенных вариантов подходит 18 °C.
«Водяной пар становится насыщенным при достаточном охлаждении (процесс АВ) или в процессе дополнительного испарения воды (процесс АС).» Процесс AD соответствует одновременному изменению температуры и плотности пара и также приводит пар в состояние насыщения.
Ответ: 3 и 5.



