Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д20 № 2110
i

Пе­ре­сы­щен­ный пар

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.).

 

За­ви­си­мость плот­но­сти на­сы­щен­но­го во­дя­но­го пара от тем­пе­ра­ту­ры

 

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.

Плот­ность во­дя­но­го пара в воз­ду­хе со­став­ля­ет 17,3 г/м в квад­ра­те . Тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха со­став­ля­ет 22 °C. Об­ра­зо­ва­ние ту­ма­на можно будет на­блю­дать, если при не­из­мен­ной плот­но­сти во­дя­но­го пара

 

1)  тем­пе­ра­ту­ра по­вы­сит­ся до 23 °C

2)  тем­пе­ра­ту­ра по­вы­сит­ся до 26 °C

3)  тем­пе­ра­ту­ра по­ни­зит­ся до 21 °C

4)  тем­пе­ра­ту­ра по­ни­зит­ся до 18 °C

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

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 17,3 г/м в квад­ра­те . к на­сы­ще­нию, не­об­хо­ди­мо со­вер­шить про­цесс ана­ло­гич­ный про­цес­су AB, т. е. по­ни­зить тем­пе­ра­ту­ру. Из за­ви­си­мо­сти видно что ее не­об­хо­ди­мо по­ни­зить до тем­пе­ра­ту­ры 18 °C.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 4.

1
Тип 18 № 1470
i

Ядра дей­те­рия  в квад­ра­те _1 H и три­тия  в кубе _1 H име­ю­щие оди­на­ко­вую на­чаль­ную энер­гию, вле­та­ют в ка­ме­ру Виль­со­на. У ка­ко­го из ядер длина про­бе­га будет боль­ше? Ответ по­яс­ни­те.


Аналоги к заданию № 1470: 2111 Все


2
Тип Д19 № 1468
i

Пе­ре­хо­ду во­дя­но­го пара, пер­во­на­чаль­но на­хо­дя­ще­го­ся в со­сто­я­нии А (см. рис. выше), в со­сто­я­ние на­сы­ще­ния

 

1)  со­от­вет­ству­ет толь­ко про­цесс АВ

2)  со­от­вет­ству­ет толь­ко про­цесс АС

3)  со­от­вет­ству­ет толь­ко про­цесс АD

4)  со­от­вет­ству­ют все три ука­зан­ных про­цес­са: АВ, АС и АD


3
Тип Д20 № 1469
i

Плот­ность во­дя­но­го пара в воз­ду­хе со­став­ля­ет 17,3 г/м в кубе . Тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха со­став­ля­ет 22 °C. Об­ра­зо­ва­ние ту­ма­на можно будет на­блю­дать, если при не­из­мен­ной плот­но­сти во­дя­но­го пара

 

1)  тем­пе­ра­ту­ра по­вы­сит­ся до 23 °C

2)  тем­пе­ра­ту­ра по­вы­сит­ся до 26 °C

3)  тем­пе­ра­ту­ра по­ни­зит­ся до 21 °C

4)  тем­пе­ра­ту­ра по­ни­зит­ся до 18 °C


4
Тип Д22 № 14515
i

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

 

1.  Плот­ность во­дя­но­го пара в воз­ду­хе со­став­ля­ет 17,3 г/м в кубе . 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 17,3 г/м в кубе . 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 17,3 г/м в кубе . 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.