Задача по МКТ, термодинамике №10

В двух сосудах, соединённых трубкой с краном, содержится влажный воздух при комнатной температуре. Относительная влажность в сосудах равна соответственно 40% и 50%. Если кран открыть, то относительная влажность воздуха в сосудах после установления теплового равновесия составит 45,7%. Найдите отношение объемов сосудов.

Относительная влажность для первого и второго сосудов соответственно равна:

    ρ1 φ1 = ρo ⋅100%

φ2 = ρ2 ⋅100%     ρo

где ρ  — плотность водяных паров в первом и втором сосуде, ρo  — плотность насыщенных водяных паров.
Выразим плотность водяных паров для каждого сосуда:

    φ1 ⋅ρo ρ1 =-100%-      (1)

ρ2 = φ2-⋅ρo     (2)      100%

Масса находится через плотность воздуха и объемы сосудов, которые он занимает:

m1 =ρ1V1

m2 =ρ2V2

Так как сосуды объединяют, то масса, получившаяся в результате объединений, равна:

m  =m  + m       1   2

Тогда плотность получившейся смеси:

ρ= m1-+-m2     V1+ V2

Относительная влажность после открытия крана будет равна:

    ρ         m1 + m2    ρ1V1+ρ2V2 φ= ρo ⋅100% = ρo(V1+V2) = ρo(V1-+V2)-

С учетом (1) и (2):

φ= φ1V1-+φ2V2  ⇒   φ(V1+ V2)= φ1V1+ φ2V2      V1 +V2

Поделим уравнение на объем второго сосуда и получим:

 ( V1   )     V1 φ  V2 + 1 = φ1V2 + φ2

Найдем отношение объемов сосудов:

V1= 50%-−-45,7%-≈ 0,75 V2  45,7%− 40%
Оцените статью
Я решу все!