В помощь поступающим в вузы. Физика. Молекулярная физика. Тепловые явления. Электричество и магнетизм - Демков В.П.
Скачать (прямая ссылка):
колпаком, объем которого V=2 м3. Начальная температура воздуха /, = 20°С,
относительная влажность ф = 80%.3атем температуру системы повысили до t2
- 50°С. Какой объем воды останется в стакане по истечении большого
промежутка времени? Упругость насыщенных паров воды при температуре 20°С
равна рн, = 2,6 кПа, а при температуре 50°С -рИ 2 = 12,3 кПа. Молярная
масса воды ц= 18-10'3 кг/моль, плотность воды р= 103 кг/м3.
134
11.107. Герметичный сосуд объемом V = 0,5 л заполнен воздухом при
температуре tx = 10°С и относительной влажности <р, = 60%. Когда в сосуд
поместили тонкостенный стакан с водой, а температуру системы повысили до
t2 = 30°С, то влажность воздуха стала <р2 = 80%. Какая масса воды была в
стакане? Упругость насыщенных водянных паров при температуре 10°С равна
рн, = 1,26 кПа, а при температуре 30°С - ри2 = 4,23 кПа. Молярная масса
воды ц = 18-10"3 кг/моль.
11.108. Герметичный сосуд объемом V = 4,5 л заполнен воздухом при
температуре /, = 10°С и относительной влажности <pj = 60%. Какую массу
воды нужно дополнительно испарить в сосуд, чтобы при повышении
температуры системы до t2 = 20°С относительная влажность стала равной <р2
= 70%? Плотность насыщенных паров воды при температуре 10°С равна рн , =
9,38 г/м3, а при температуре 20°С - рн2 = 17,21 г/м3.
11.109. В герметичный сосуд объемом V0 = 0,4 м3, наполненный воздухом
при температуре /, = 30°С с относительной влажностью ф, = 20%, поместили
массу воды объемом У= 1,5 см3, а затем температуру системы понизили до t2
= 10°С. Какой объем воды останется в сосуде по истечении большого
промежутка времени? Плотность насыщенных паров воды при температуре 30°С
равна рн1=30,2 г/м3, а при температуре 10°С -рн2 = 9,38 г/м3, плотность
воды р = 103 кг/м3.
11.110. Определить отношение плотностей сухого воздуха и воздуха с
относительной влажностью ф = 50%. Обе порции взяты при атмосферном
давлении pQ= 105 Па и температуре t = 20°С. Упругость насыщенных водяных
паров при этой температуре равна рв = 23 гПа. Отношение молярных масс
воды и сухого воздуха Цд/щ = 0,6.
• Решение. Для сухого воздуха уравнение состояния
р0 V= - R Т Цв
позволяет найти его плотность:
m Ро Цв
Рсух- у- RT ¦
Влажный воздух представляет собой смесь воздуха без пара и водяного пара.
Давление влажного воздуха по закону Дальтона равно сумме парциальных
давлений воздуха без пара рх и водяного пара р2:
Ро=Р\ +Р2-
Давление водяных паров найдем из выражения для относительной влажности Ф
= Рг/Рн, Р2 = <?Рн ¦
Из закона Дальтона давление воздуха без пара будет равно Pi =Ро ~Р2 ~Ро ~
ФРн •
Плотность влажного воздуха
135
тх + m2 ffij m2
Рвл =-----у- = ~y + ~у = Pi + Р2.
гае pi, р2 - плотность воздуха без водяных паров и плотность пара
соответственно.
Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, записанное для воздуха без
пара и насыщенного пара в виде
px=^-RT, pa = - RT,
Ив Цп
получим
ЦвР1 М-в Ро У ЦвРн _ У Рн Цп
Pl~ RT ~ RT ~ RT ' Р2-ФРн- RT ¦
Откуда находим плотность влажного воздуха
Цв(Ро-ФРн) ФЦпРн Рвл R Т + R Т и отношение плотностей сухого и влажного
воздуха
^ =------------&---------* 1,0046.
Рвл Ро-ФРн(1 -ЦП/Цв)
• Ответ: =--------------------" 1,0046.
Рвл Ро"ФРн(1 -Цп/Цв)
11.111. Отношение плотностей сухого и влажного воздуха, взятых при
температуре t = 30°С и давлении р = 104 Па, равно рсух /р^ = 1,09. Найти
относительную влажность воздуха. Упругость насыщенных водяных паров при
30°С равна рн = 4,24 кПа, отношение молярных масс воды и сухого воздуха
Цд/Цв =
11.112. При температуре t = 20°С и давлении р= 105 Па воздух имеет
относительную влажность ф = 100%. На сколько процентов он легче сухого
воздуха той же температуры и с тем же давлением? Упругость насыщенных
паров воды при 20°С равна рн = 2,33 кПа, молярная масса сухого воздуха ц,
= 29-10"3 кг/моль, молярная масса воды = 18-10'3 кг/моль.
11.113. Определить отношение плотностей влажного (относительная
влажность ф = 90%) и сухого воздуха при давлении р0 = 105 Па и
температуре t = 21°C. Плотность насыщенных паров при этой температуре
равна рн = 0,027 кг/м3. Молярная масса сухого воздуха ц, = 29-10"3
кг/моль, молярная масса воды |j^ = 18-10'3 кг/моль.
136
ГЛАВА III
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
Как известно, в природе существует четыре вида взаимодействий:
гравитационное, электрическое (или электромагнитное), ядерное (или
сильное) и слабое. Каждое из них характеризует взаимодействие разных
материальных объектов и проявляется в различных пространственных
масштабах.
Гравитационное притяжение заметно между телами астрономических масштабов
(по крайней мере одно из тел должно быть очень массивным, например,
планета или звезда). Дцерные силы отвечают за взаимодействие протонов и
нейтронов, входящих в состав атомного ядра. Слабое - возникает при
взаимном превращении определенных сортов частиц и характеризует силы,
возникающие при радиоактивном (J-распаде. При этом расстояния, на которых
обнаруживаются сильные и слабые взаимодействия, чрезвычайно малы (порядка
