Друзья, привет! Сегодня рассмотрим задачу на влажность из ОГЭ по физике. Подразумевается, что 9 класс должен её решать. Хотя, как показывает практика, задачу не решает добрая часть 11-ти-классников и первокурсников.
Но задача действительно не простая, особенно в одном пункте, где возникает проблема округления, и в зависимости от вашего выбора, решение изменяется (а тезис под этим пунктом становится либо верным, либо ложным).
Что ж, приступим...
Задача
На рисунке изображены два термометра, входящие в состав психрометра, установленного в некотором помещении. Объём помещения 80 м³. Используя психрометрическую таблицу, из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.
1) Относительная влажность воздуха в этом помещении равна 59 %.
2) Плотность водяного пара в воздухе в этом помещении равна ≈14,5 г/м³.
3) Если температура воздуха в этом помещении понизится на 1 градус, то показания влажного термометра не изменятся.
4) Чтобы в этом помещении выпала роса, температура сухого термометра должна быть равна 17 °С.
5) Масса водяного пара в этом помещении равна 1,84 кг.
Решение:
1) Относительная влажность воздуха в этом помещении равна 59 %.
Проверим первый пункт. Для этого нам понадобится поработать с таблицей. По градусникам мы видим, что температура сухого градусника 25°С, а температура влажного градусника 20°С. Разница показаний в их температурах будет Δ = 25°С - 20°С = 5°С. Находим ячейку на пересечении строки, содержащей температуру сухого термометра и столбца с разницей температур. Получаем, что относительная влажность равна φ = 63%. Это противоречит тезису в данном пункте. НЕВЕРНО.
2) Плотность водяного пара в воздухе в этом помещении равна ≈14,5 г/м³.
Проверим второй пункт. Для начал вспомним формулу для относительной влажности φ. Это отношение давления водяного пара к давлению насыщенного водяного пара, умноженное на 100%. Но если мы учтем уравнение Клапейрона — Менделеева (уравнение состояния идеального газа), то относительную влажность φ можно выразить через отношение плотностей, соответствующих перечисленным выше давлениям: φ = ρ(вод.пар) / ρ(нас.вод.пар) • 100%. Из последнего выражения мы сможем найти плотность водяного пара:
Получили ρ(вод.пар) = 14.49[г/м³] ~ 14.5 [г/м³]. С погрешностью, но мы можем сказать, что данный пункт справедлив. ВЕРНО.
3) Если температура воздуха в этом помещении понизится на 1 градус, то показания влажного термометра не изменятся.
Это именно тот пункт, из-за которого есть претензии к составителю задачи. Дело в том, что при уменьшении температуры в комнате, сначала уменьшится температура сухого термометра на 1°С и станет равной 24°С. Плотность насыщенного пара при этой температуре равна 21.8 [г/м³]. Плотность же водяного пара в комнате не изменится. Значит влажность увеличится, пересчитывая влажность, мы получим φ = 66.47%. Но этой влажности нет в нашей таблице и тем более в строке для 24°С (сухой термометр). Что же тогда делать? Ближайшие влажности в этой строке: 69% и 62%. Но какую из них выбрать?
Можно попробовать линеаризовать между двумя точками. Тогда мы получим, что температура влажного термометра станет равной 19.6°С (то есть уменьшится на 0.4°С, если ранее была 20°С). Но если изначально округлить влажность к 69%, то мы получим изменение в 4°С, откуда температура влажного термометра останется 20°С, то есть не изменится.
Что же выбирать решающему в качестве ответа? Так как влажность всё таки не получилась равно 69%, то без округления мы можем сказать, что она изменилась. НЕВЕРНО(?) . Но для себя отметить этот пункт под вопросом.
Остается рассмотреть ещё два пункт, и если вердикт по ним будем выноситься четко и без сомнений, то мы вспомним, что нам нужно выбрать только два правильных утверждения, и одного правильное у нас уже есть (2 пункт), то нам остается найти еще одно, в котором мы не будем сомневаться.
4) Чтобы в этом помещении выпала роса, температура сухого термометра должна быть равна 17 °С.
Проверяя 4-й пункт, видим, что здесь всё четко. При температуре 17°С плотность насыщенного водяного пара равна 14.5 [г/м³]. Пересчитываем относительную влажность, получаем 100%, что дает нам право предположить выпадение росы. ВЕРНО
5) Масса водяного пара в этом помещении равна 1,84 кг.
Остается последний пункт, который, на всякий случай, тоже стоит просчитать. Но здесь получается другая масса водяного пара, поэтому мы смело заключаем, что утверждение НЕВЕРНО.
Итоги
В задачах такого типа, если вы сомневаетесь в одном пункте, проверьте все остальные утверждения. Возможно, вы найдете те два утверждения, в которых вы будете наиболее уверены.
Понравилась заметка? Поставьте лайк, подпишитесь на канал! Вам не сложно, а мне очень приятно :)
Если Вам нужен репетитор по физике, математике или информатике/программированию, Вы можете написать мне или в мою группу Репетитор IT mentor в VK
Библиотека с книгами для физиков, математиков и программистов
Репетитор IT mentor в Instagram
Репетитор IT mentor в telegram
