Решение

Городская олимпиада (3-й этап) 2018 10 класс № 3

Температуры воздуха вечером равнялась , относительная влажность .

  1. Для определения температуры точки росы необходимо решить уравнение

Сначала найдем приближенно, полагая, что

Для определения для дробного значения температуры воспользуемся линейной интерполяцией

Па

Рассчитываем парциальное давление водяных паров

Па

По таблице находим, что давление насыщенных паров при температуре, лежащей в диапазоне от до . В этом диапазоне зависимость давления насыщенных паром приблизим линейной функцией

И запишем уравнение (1) в числах

Следовательно, температура точки росы равна .

  1. Какой объем воздуха прошел через пирамиду, если в генераторе было получено 10 л воды. Конденсация началась при температуре , а закончилась при температуре (в этом диапазоне температур пар оставался насыщенным). Плотность пара можно посчитать по формуле . Следовательно, изменение плотности водяных паров равно

кгм

Фактически эта величина показывает, какая масса воды выделилась из одного кубометра воздуха. Так как всего выделилось кг воды, то через пирамиду прошел объем равный

м

  1. Максимальное количество сконденсируется, если вся теплота, выделяющаяся при конденсации, пойдет на нагревание камня от его начальной температуры до температуры точки росы:

водыводыг

В сосуд объемом л вливают л воды при температуре и сосуд закрывают. Считайте, что в сосуде находился сухой воздух (без водяных паров).

Теплоемкостью воздуха и сосуда, а также теплообменом с окружающей средой следует пренебречь.

  1. Проведем оценочный расчет. Будем считать, что насыщенный пар будет иметь температуру , его давление при этой температуре Па. Масса водяных паров (равная массе испарившейся воды)

кг

На испарение этого количества воды пошло Дж теплоты. Эта теплоты выделилась при остывании воды, поэтому ее температура понизилась на .

При расчете мы предположили, что температура насыщенного пара равна , полученной отличие не значительно, поэтому наш расчет можно признать удовлетворительным. Итого, температура воды понизилась на и стала равной