.03 Влажность. Водяной пар
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В вертикальном цилиндре, наполовину заполненном водой, под подвижным поршнем заключен воздух. Поршень находится в
равновесии, когда давление внутри цилиндра равно утроенному атмосферному давлению. При температуре 
расстояние между поршнем и поверхностью воды 
см. На каком расстоянии 
от поверхности воды окажется
поршень, если цилиндр нагреть до температуры 
? Атмосферное давление считать нормальным. Давлением
водяных паров при температуре 
и изменением объема воды за счет её испарения и теплового расширения
пренебречь.
Источники:
Расставим силы, действующие на поршень в процессе движения
Здесь 
– давление влажного воздуха, 
– масса поршня.
Запишем второй закон Ньютона:
где 
– сила давления газа, 
– сила давления атмосферы, 
– ускорение поршня.
В состоянии покоя 
. Спроецируем второй закон Ньютона в вертикальную ось:
Так как давление внутри цилиндра равно утроенному атмосферному давлению, то
При температуре 
давление насыщенных паров воды пренебрежимо мало, поэтому давление сухого воздуха 
.
При температуре 
давление насыщенных паров становится равным атмосферному (100 кПа). Следовательно, давление
сухого воздуха при этой температуре
Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:
где 
– давление газа, 
– объём газа, 
– количество газа, 
– температура в Кельвинах.
Отсюда:
При этом объём газа в первом и втором случае равны:
Здесь 
– площадь поршня.
Тогда
где 
– площадь поршня, 
, 
– абсолютные температуры смеси.
Откуда
| Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 3 |
| I) записаны положения теории и физические законы, | |
| закономерности, применение которых необходимо для решения | |
| задачи выбранным способом (в данном случае: условие равновесия поршня (второй закон Ньютона), связь между температурой и давлением насыщенного пара, уравнение Менделеева-Клапейрона, формула связи температуры в цельсиях с температурой в кельвинах); | |
| II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
| физических величин (за исключением обозначений констант, | |
| указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
| задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
| написании физических законов); | |
| III) представлены необходимые математические преобразования и | |
| расчёты, приводящие к правильному числовому ответу | |
| (допускается решение «по частям» с промежуточными | |
| вычислениями); | |
| IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения | |
| искомой величины | |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, | 2 |
| физические законы, закономерности, и проведены необходимые | |
| преобразования, но имеется один или несколько из следующих | |
| недостатков | |
|
| |
| Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
| объёме или отсутствуют. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, | |
| неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены | |
| в скобки, рамку и т.п.). | |
|
И (ИЛИ)
| |
| В необходимых математических преобразованиях или вычислениях | |
| допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не | |
| доведены до конца. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка | |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих | 1 |
| случаев. | |
| Представлены только положения и формулы, выражающие | |
| физические законы, применение которых необходимо для решения | |
| задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, | |
| направленных на решение задачи, и ответа. | |
|
ИЛИ
| |
| В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая | |
| для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), | |
| но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися | |
| формулами, направленные на решение задачи. | |
|
ИЛИ
| |
| В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи | |
| (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена | |
| ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с | |
| имеющимися формулами, направленные на решение задачи | |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
| критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | |
| Максимальный балл | 3 |
Специальные программы
Программа
лояльности v2.0
Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!
Крути рулетку
и выигрывай призы!
Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.
Бесплатное онлайн-обучение
Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.
Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».
Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!
Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ
Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!
