В цилиндре под поршнем вода пары воздух (8 видео)

2017-10-18
В цилиндре под поршнем находятся воздух, водяные пары и вода. Число молей воздуха в $n = 3$ раза превышает число молей водяного пара, а масса воды равна массе водяных паров. Объем смеси изотермически увеличивают, пока вся вода не испарится. Найти отношение давлений в цилиндре в конечном и начальном состояниях.

Если давление насыщенных паров воды в цилиндре обозначить $p_ $, абсолютную температуру — $T$, первоначальный объем газопаровой смеси — $V_ $, а число молей пара — $\nu$, и полагать, что к воздуху и парам вплоть до точки насыщения применимо уравнение Клапейрона-Менделеева, то указанные величины должны быть связаны между собой соотношением

где $R = 8,31 Дж/моль \cdot К$ — универсальная газовая постоянная, а первоначальное давление в цилиндре должно быть равно

При изотермическом увеличении объема смеси парциальное давление воздуха должно падать. Давление же паров воды не будет изменяться до тех пор, пока в цилиндре остается вода в конденсированном состоянии, если считать, что увеличение объема происходит столь медленно, что вещество под поршнем все время находится практически в равновесном состоянии. Отметим, что при нарушении этого условия в соответствии с определением вообще нельзя говорить о температуре, поскольку это понятие вводится только для систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия.

В конечном состоянии вся находящаяся в цилиндре вода должна испариться. Поскольку масса паров первоначально была равна массе сконденсированной воды, то в конечном состоянии водяной пар будет насыщенным, если объем газопаровой смеси увеличится до величины

Следовательно, при сделанных выше предположениях давление под поршнем должно стать равным

а искомое отношение давлений должно быть равно

Содержание

В цилиндре под поршнем вода пары воздух
В цилиндре под поршнем вода пары воздух
В цилиндре под поршнем находятся воздух, водяные пары и вода. Число молей воздуха в раза превышает число молей водяного пара, а масса воды равна массе водяных паров. Объем смеси изотермически увеличивают, пока вся вода не испарится. Найти отношение давлений в цилиндре в конечном и начальном состояниях.
В цилиндре под поршнем вода пары воздух
В цилиндре под поршнем вода пары воздух
В цилиндре под поршнем вода пары воздух
🌟 Видео

Видео:В вертикальном цилиндрическом сосуде под поршнем находится воздух, водяной пар и капли воды - №29132Скачать

В цилиндре под поршнем вода пары воздух

В цилиндре под поршнем находятся воздух, водяные пары и вода. Число молей воздуха в раза превышает число молей водяного пара, а масса воды равна массе водяных паров. Объем смеси изотермически увеличивают, пока вся вода не испарится. Найти отношение давлений в цилиндре в конечном и начальном состояниях.

Если давление насыщенных паров воды в цилиндре обозначить , абсолютную температуру , первоначальный объем газопаровой смеси , а число молей пара , и полагать, что к воздуху и парам вплоть до точки насыщения применимо уравнение Клапейрона-Менделеева, то указанные величины должны быть связаны между собой соотношением

где универсальная газовая постоянная, а первоначальное давление в цилиндре должно быть равно

Следовательно, при сделанных выше предположениях давление под поршнем должно стать равным

а искомое отношение давлений должно быть равно

Читайте также: Цилиндры камоцци seria 60

Видео:подвижный поршень вода и воздухСкачать

В цилиндре под поршнем вода пары воздух

В цилиндрическом сосуде под поршнем длительное время находятся вода и ее пар. Поршень начинают медленно выдвигать из сосуда. При этом температура воды и пара остается неизменной. Как будет меняться при этом масса жидкости в сосуде? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.

1. Ответ: масса жидкости в сосуде будет уменьшаться.

2. Вода и водяной пар находятся в закрытом сосуде длительное время, поэтому водяной пар является насыщенным.

3. При выдвигании поршня пар изотермически расширяется. Давление и плотность насыщенного пара в этом процессе не меняются. Следовательно, для пополнения количества вещества пара будет происходить испарение жидкости. Значит, масса жидкости в сосуде будет уменьшаться.

Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.

Видео:В сосуде с подвижным поршнем находятся вода и её насыщенный пар. Объём пара изотермически - №23874Скачать

В цилиндре под поршнем находятся воздух, водяные пары и вода. Число молей воздуха в раза превышает число молей водяного пара, а масса воды равна массе водяных паров. Объем смеси изотермически увеличивают, пока вся вода не испарится. Найти отношение давлений в цилиндре в конечном и начальном состояниях.

где универсальная газовая постоянная, а первоначальное давление в цилиндре должно быть равно

Следовательно, при сделанных выше предположениях давление под поршнем должно стать равным

а искомое отношение давлений должно быть равно

Видео:Как работает двигатель внутреннего сгорания автомобиля?Скачать

В цилиндре под поршнем вода пары воздух

В вертикальном цилиндрическом сосуде под поршнем находится воздух, водяной пар и капли воды на стенках сосуда. Поршень начинают медленно поднимать, увеличивая объём сосуда. В середине процесса подъёма поршня капли воды в сосуде исчезают, температура пара остается неизменной в течение всего процесса подъёма поршня. Затем сосуд с паром нагревают при неизменном положении поршня. Как будет меняться при этих процессах относительная влажность воздуха в сосуде? Ответ поясните, указав какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.

1. Вода и водяной пар находятся в закрытом сосуде длительное время, поэтому водяной пар является насыщенным. Начальная влажность воздуха равна 100%.

2. При увеличении объёма сосуда сначала пар остаётся насыщенным, а затем (во второй половине процесса) переходит в ненасыщенное состояние и испытывает изотермическое расширение. Влажность воздуха, определяемая по формуле уменьшается, так как при изотермическом расширении давление пара уменьшается, а давление насыщенных паров остаётся неизменным.

3. В процессе изохорного нагревания пара плотность пара остается неизменной. Плотность насыщенных паров при увеличении температуры увеличивается. Следовательно, при нагревании относительная влажность воздуха уменьшается.

В объяснении не указано одно из физических явлений, свойств, определений или не назван один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено указанием на соответствующий закон, свойство, явление, определение и т. п.)

Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.

Видео:В цилиндре объёмом V = 10 л под поршнем находится воздух с относительной влажностью r = 60 - №29534Скачать

В цилиндре под поршнем вода пары воздух

В цилиндре объёмом V = 9 л под поршнем находится воздух с относительной влажностью r = 80% при комнатной температуре T = 293 К под давлением р = 1 атм. Воздух сжимают до объема V/3, поддерживая его температуру постоянной. Какая масса m воды сконденсируется к концу процесса сжатия? Давление насыщенного пара воды при данной температуре равно р_н= 17,5 мм рт. ст.

Давление водяного пара в начальном состоянии было равно p₁ = r · p_н = 14 мм рт. ст.

После изотермического сжатия в три раза, если бы пары воды не конденсировались, их давление составило бы 3p₁ = 3rp_н = 42 мм рт. ст. в объёме = 3 л.

Значит, после достижения давления насыщенных паров p_н = 17,5 мм рт. ст. начнётся процесс их конденсации, при котором часть пара сконденсируется, а давления пара останется равным p_н.

В начальном состоянии, согласно уравнению Клапейрона — Менделеева и закону Дальтона, в цилиндре объёмом V находилась масса воды, равная

где = 0,018 кг/моль — молярная масса воды, а p_н = 17,5 мм рт. ст. ≈ 2380 Па.

В конечном состоянии в цилиндре объёмом V/3 находится при относительной влажности r = 100% масса паров воды, равная

Таким образом, сконденсировавшаяся масса паров воды равна

Видео:Влажность воздухаСкачать

В цилиндре под поршнем вода пары воздух

Нет, задача некорректна. Уважаемый Организатор, прорешайте задачу не в общем виде (через числовые обозначения), а подставив данные соотношения объёмов и давлений с самого начала. В ходе решения в промежуточных результатах получаются давления разных знаков, они оба ненулевые и, тем более, неотрицательны. Разве это можно назвать корректной задачей?

прорешайте задачу не в общем виде (через числовые буквенные обозначения), а подставив данные числовые соотношения объёмов и давлений с самого начала.

Пересмотрите свое решение,все данные корректны.

Здравствуйте, прорешал задачу БУКВЕННО, при предположении, что объём сконденсировавшейся воды не имеет значения, ответ действительно получается отрицательным, то есть некорректным, а при предположении, что объём сконденсировавшейся влаги имеет значение, получается неразрешимая система уравнений из-за недостатка известных переменных. Подытожив, задача однозначно не корректна. Организаторы, уделите более усердное внимание этой задаче, это же олимпиада солидного ВУЗА, будьте же справедливыми. Я третий человек, который пишет вам, что условие некорректно в этом чате. Ведь это должно что-то значить. Задумайтесь.

Объём сконденсированной воды в данной задаче учитывать не нужно, т.к. » объем воздуха уменьшился в 3 раза». Объём именно воздуха, а не цилиндра.

Кирилл если уменьшился объем воздуха в 3 раза, то и объем под цилиндром уменьшился в три раза, в итоге ответ отрицательный. Подумайте ещё.

Не путайте понятия цилиндра и поршня. «Если уменьшился объём воздуха в 3 раза», то нет, Павел, объём под цилиндром поршнем не в 3 раза уменьшился. Это ещё предстоит оценивать, учитывая объём сконденсированной воды.

В настоящем условии задачи речь идёт об уменьшении объёма именно ВОЗДУХА, следовательно рассматривать нужно только воздух, и объём сконденсированной воды никакого значения не имеет. Будьте грамотней.

P.S. Не понимаю, что Вы, Павел, пытаетесь мне доказать и над чем мне ещё подумать. 2 месяца сижу и наблюдаю, как ровно 6 раз поднимался в обсуждениях вопрос о корректности данной задачи, и как все эти 6 раз организаторы отвечали, что задача перепроверенна и корректна. Я же считаю её некорректной, и с 15-ого января жду внятного ответа от организаторов.