Question

В герметичную стеклянную колбу с водой поместили пробку. Вода постепенно испарялась при постоянной температуре. На графике показано изменение концентрации $n$ молекул водяного пара со временем $t$. В конце опыта в колбе оставалась жидкая вода.

![](https://imgur.com/placeholder_graph.png)

Выберите все верные утверждения:

1) На участке 1 водяной пар ненасыщенный, а на участке 2 насыщенный.
2) На участке 2 давление водяных паров не менялось.
3) На участке 1 плотность водяных паров уменьшилась.
4) На участке 2 плотность водяных паров увеличивалась.
5) На участке 1 давление водяных паров уменьшалось.

Accepted Answer

12

Answer

Идея решения: проанализировать поведение пара в двух режимах — ненасыщенном (участок 1) и насыщенном (участок 2) — используя связь между концентрацией, давлением и плотностью при постоянной температуре.

**Участок 1 (концентрация растёт):**
Вода испаряется, молекулы пара накапливаются в замкнутом объёме. Пар остаётся ненасыщенным, так как концентрация ещё не достигла максимально возможного значения при данной температуре. Концентрация связана с давлением через уравнение состояния идеального газа:

$$pV = NkT \quad \Rightarrow \quad p = nkT$$

где $n$ — концентрация, $k$ — постоянная Больцмана, $T$ — температура. При $T = 	ext{const}$ давление пропорционально концентрации. Следовательно, на участке 1 давление растёт. Плотность $ho = nm$ (где $m$ — масса молекулы) также растёт вместе с концентрацией.

**Участок 2 (концентрация постоянна):**
Концентрация достигла значения насыщенного пара при данной температуре и перестала расти. Это означает, что пар стал насыщенным. Дальнейшее испарение невозможно — скорость испарения равна скорости конденсации. Давление насыщенного пара зависит только от температуры и остаётся постоянным. Плотность также не меняется, так как концентрация и температура неизменны.

1) **Верно.** На участке 1 пар ненасыщенный (концентрация растёт, не достигнув предела), на участке 2 пар насыщенный (концентрация стабилизировалась).

2) **Верно.** На участке 2 давление равно давлению насыщенного пара, которое зависит только от температуры. При $T = 	ext{const}$ давление не меняется.

3) **Неверно.** На участке 1 плотность увеличивается (концентрация растёт, $ho = nm$).

4) **Неверно.** На участке 2 плотность постоянна (концентрация не меняется).

5) **Неверно.** На участке 1 давление растёт (пропорционально концентрации при постоянной температуре).

Задание №9Молекулярная физика и термодинамикаЕГЭ по физике