Тонкая стеклянная пробирка заполнена водой и расположена вертикально, открытым концом в атмосферу. Вследствие диффузии в пробирке устанавливается линейное изменение концентрации пара с высотой: вблизи поверхности воды пар оказывается насыщенным, а у верхнего открытого конца пробирки его концентрация в 3 раза меньше. Пробирку сверху закрывают крышкой и увеличивают температуру на Определите, на сколько изменится давление влажного воздуха внутри пробирки после установления равновесия по сравнению с атмосферным давлением Атмосферное давление начальная температура давление насыщенного пара при этой температуре мм рт. ст. Из эксперимента известно, что малые относительные изменения давления насыщенного пара связаны с малыми относительными изменениями его температуры соотношением Изменением уровня жидкости в пробирке во время опыта пренебречь.
При открытой пробирке общее давление воздуха и пара в любом поперечном сечении пробирки равно атмосферному давлению Следовательно, парциальное давление воздуха в пробирке так же, как и давление пара, изменятся с высотой по линейному закону и равно у поверхности воды и у открытого конца пробирки (см. рисунок).
Очевидно, что среднее (по высоте) давление сухого воздуха будет равно:
Уравнение состояния идеального газа для сухого воздуха в пробирке имеет вид:
Используя (1) и (2), а также соотношение между относительными изменениями температуры и давления насыщенного пара преобразуем (3):
Отсюда изменение давления влажного воздуха в пробирке равно:
Подстановка числовых значений величин в полученную формулу приводит к результату:
Ответ: