Question

Стальную кастрюлю, наполовину наполненную водой и закрытую лёгкой крышкой, поставили на огонь, воду в ней довели до кипения и кипятили в течение некоторого времени. Атмосферное давление в помещении составляло 760 мм рт. ст. Выберите все верные утверждения, описывающие характеристики воды, водяного пара и кастрюли в процессе кипения.

1) Относительная влажность воздуха под крышкой в процессе кипения воды уменьшается.
2) Температура воды в кастрюле в процессе кипения увеличивается.
3) Парциальное давление водяных паров под крышкой увеличивается в ходе нагревания воды до температуры кипения.
4) Температура в толще дна кастрюли в ходе кипения не превышает $90^{\circ}	ext{C}$.
5) Плотность насыщенных водяных паров над поверхностью воды при кипении остаётся постоянной.

Accepted Answer

35

Answer

Идея решения: проанализировать каждое утверждение, опираясь на свойства фазовых переходов, насыщенного пара и условия кипения при атмосферном давлении.

**Утверждение 1.** При нагревании воды до кипения парциальное давление пара растёт, а давление воздуха остаётся неизменным. Относительная влажность $\varphi = \frac{p_{	ext{пара}}}{p_{	ext{нас}}} \cdot 100\%$ зависит от отношения текущего давления пара к давлению насыщенного пара при данной температуре. Когда вода начинает кипеть, давление пара достигает атмосферного (760 мм рт. ст.), и под крышкой устанавливается насыщенное состояние. При дальнейшем кипении температура остаётся постоянной ($100^{\circ}	ext{C}$), давление насыщенного пара не меняется, а относительная влажность остаётся близкой к 100%. Утверждение **неверно**.

**Утверждение 2.** При кипении жидкости при постоянном давлении температура остаётся постоянной ($100^{\circ}	ext{C}$ при атмосферном давлении). Вся подводимая энергия идёт на испарение, а не на повышение температуры. Утверждение **неверно**.

**Утверждение 3.** До момента кипения воздух под крышкой содержит водяной пар с растущим парциальным давлением. При нагревании от комнатной температуры до $100^{\circ}	ext{C}$ парциальное давление пара увеличивается. Это происходит в процессе нагревания воды до температуры кипения. Утверждение **верно**.

**Утверждение 4.** Дно кастрюли контактирует с источником тепла (огнём). Для передачи тепла воде необходимо, чтобы температура дна была выше температуры кипения воды. При атмосферном давлении вода кипит при $100^{\circ}	ext{C}$, поэтому дно должно быть горячее $100^{\circ}	ext{C}$. Утверждение **неверно**.

**Утверждение 5.** При кипении температура жидкости и пара остаётся постоянной ($100^{\circ}	ext{C}$). Плотность насыщенного пара зависит только от температуры. Поскольку температура не меняется, плотность насыщенного пара над поверхностью воды остаётся постоянной. Утверждение **верно**.

Задание №9Молекулярная физика и термодинамикаЕГЭ по физике