ОГЭ · Физика · Строение вещества, влажность и графики тепловых процессов (задания 3–5, 14, 16, 18, 19)
Испарение, влажность воздуха и тепловое расширение
Влажность и тепловое расширение — темы, которые чаще всего приходят в качественных заданиях 18 и 19 и в утверждениях 16. Здесь и психрометр, и объяснение «почему на морозе бельё всё-таки сохнет».
ℹ️ В первой части ОГЭ по физике (задания 1–16) ответом служат цифры или число, а задания 17–22 требуют записанного решения или объяснения — за один голый ответ там баллов не дают. Вопросов с ответом одним словом на экзамене нет, поэтому задания ниже помечены как тренировочные: физика в них настоящая, но формат экзаменационной линии они не воспроизводят.
Испарение, насыщенный пар и влажность
Определение
Испарение — переход жидкости в пар с поверхности при любой температуре. Вылетают самые быстрые молекулы, поэтому жидкость охлаждается
Определение
Насыщенный пар — пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью: сколько молекул вылетает, столько же и возвращается
Определение
Относительная влажность — отношение фактического количества водяного пара в воздухе к насыщающему при этой температуре, выраженное в процентах
Определение
Точка росы — температура, при которой пар в воздухе становится насыщенным и начинается конденсация (роса, туман, запотевшее окно)
| Температура | чем выше, тем испарение быстрее |
|---|---|
| Площадь поверхности | чем больше, тем испарение быстрее (поэтому бельё расправляют) |
| Ветер | уносит пар от поверхности → испарение ускоряется |
| Род жидкости | спирт и эфир испаряются быстрее воды, масло — медленнее |
| Влажность воздуха | чем выше влажность, тем медленнее испарение |
Как работает психрометр
Психрометр — это два термометра: у одного резервуар сухой, у другого обёрнут влажной тканью. С влажного термометра вода испаряется и уносит энергию, поэтому он показывает меньше. Чем суше воздух, тем интенсивнее испарение и тем больше разность показаний. Если воздух насыщен (влажность 100 %), испарения нет и оба термометра показывают одинаково. По показанию сухого термометра и разности показаний относительную влажность находят в психрометрической таблице. Отсюда и объяснение бытовых наблюдений: в жару при высокой влажности переносить зной тяжелее, потому что пот плохо испаряется и тело хуже охлаждается; окно запотевает изнутри, когда тёплый влажный воздух комнаты касается холодного стекла и его температура опускается ниже точки росы; а бельё сохнет и на морозе, потому что лёд сублимирует — переходит в пар, минуя жидкое состояние.
| Разность 0 °C | относительная влажность 100 % |
|---|---|
| Разность 2 °C | относительная влажность 81 % |
| Разность 4 °C | относительная влажность 66 % |
| Разность 6 °C | относительная влажность 51 % |
Тепловое расширение: что нужно помнить
• При нагревании почти все тела расширяются, при охлаждении — сжимаются.
• Причина: молекулы движутся быстрее и расходятся на большие расстояния.
• Газы расширяются сильнее жидкостей, жидкости — сильнее твёрдых тел.
• Поэтому в рельсах оставляют зазоры, а провода летом провисают.
• Аномалия воды: от 0 до 4 °C вода при нагревании сжимается, поэтому лёд легче воды и водоёмы не промерзают до дна.
Вопрос на проверку
Почему в жару человек, выйдя из воды, чувствует холод даже в безветренную погоду?
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Разбор примера
Задание 5: почему в жару тяжелее при высокой влажности
Почему в жаркую погоду при высокой влажности воздуха человек переносит жару тяжелее? 1) Влажный воздух хуже проводит тепло. 2) При высокой влажности пот почти не испаряется, поэтому тело хуже охлаждается. 3) Влажный воздух тяжелее сухого и давит на человека сильнее. 4) Вода в воздухе нагревает кожу.
Показать решение по шагам
- 1. Главный механизм охлаждения тела в жару — испарение пота: при испарении жидкость забирает энергию у того, с чего испаряется.
- 2. Скорость испарения зависит от влажности: если воздух почти насыщен паром, испарение замедляется почти до нуля. Это вариант 2.
- 3. Варианты 1, 3 и 4 подменяют механизм: теплопроводность воздуха здесь не решает, вес воздуха ничего не нагревает, а пар в воздухе имеет ту же температуру, что и воздух.
Ответ: 2
Разбор примера
Задание 16: два верных утверждения о влажности
Психрометр показал: сухой термометр 20 °C, влажный 16 °C. Выберите два верных утверждения. 1) Относительная влажность воздуха меньше 100 %. 2) Показания влажного термометра ниже, потому что с его ткани испаряется вода. 3) Влажный термометр показывает температуру точки росы. 4) Относительная влажность равна 16 %. 5) Чем суше воздух, тем меньше разность показаний термометров.
Показать решение по шагам
- 1. 1) Плюс: разность показаний есть, значит, испарение идёт, а воздух не насыщен — влажность ниже 100 %.
- 2. 2) Плюс: испарение забирает у влажного термометра энергию, и он охлаждается. В этом весь принцип психрометра.
- 3. 3) Минус: точка росы — температура, при которой пар в данном воздухе стал бы насыщенным; влажный термометр показывает не её.
- 4. 4) Минус: 16 — это температура в градусах, а не проценты. Влажность находят по психрометрической таблице по разности 4 °C.
- 5. 5) Минус: зависимость обратная — чем суше воздух, тем сильнее испарение и тем больше разность показаний; при φ = 100 % она равна нулю. Верны 1 и 2.
Ответ: 12
Разбор примера
Задание 18: качественная задача к тексту про испарение
Прочитайте текст и выполните задание. «Испарение идёт при любой температуре: с поверхности жидкости улетают самые быстрые молекулы. Поэтому при испарении средняя кинетическая энергия оставшихся молекул уменьшается, и жидкость охлаждается. Скорость испарения растёт с температурой, с площадью поверхности и при обдувании, а уменьшается при повышении влажности воздуха». Вопрос. Почему вода в пористом глиняном кувшине остаётся прохладной даже в жару? Ответ поясните.
Показать решение по шагам
- 1. Что дано текстом: испарение охлаждает жидкость и ускоряется с ростом площади поверхности и при обдувании.
- 2. Физическая причина: глина пористая, вода просачивается сквозь стенки и выступает на всей внешней поверхности кувшина. Испаряясь с этой большой площади, она забирает энергию у стенок и у воды внутри.
- 3. Следствие: вода в кувшине охлаждается и остаётся прохладнее окружающего воздуха, пока испарение продолжается. В сухом и ветреном воздухе эффект сильнее, в сырую погоду — слабее.
- 4. Проверка: у кувшина с глазурью, не пропускающей воду, охлаждения нет — это подтверждает, что дело именно в испарении с поверхности.
Ответ: Вода просачивается сквозь поры и испаряется с большой площади, забирая энергию у содержимого
Разбор примера
Задание 19: почему после дождя лужи высыхают быстрее на ветру
Две одинаковые лужи образовались на асфальте в безветренном и в продуваемом месте. Какая высохнет быстрее и почему? Ответ поясните.
Показать решение по шагам
- 1. Наблюдение: температура воздуха и площадь луж одинаковы, отличается только движение воздуха.
- 2. Физическая причина: над поверхностью воды всегда идут два процесса — испарение и обратная конденсация. Часть улетевших молекул возвращается в жидкость. Ветер уносит насыщенный паром слой воздуха, заменяя его сухим, и возвращаться молекулам становится некуда.
- 3. Следствие: испарение преобладает над конденсацией сильнее, и лужа в продуваемом месте высохнет быстрее.
- 4. Ответ без упоминания обратного процесса конденсации эксперт считает неполным: именно его подавление объясняет роль ветра.
Ответ: Быстрее высохнет лужа на ветру: ветер уносит насыщенный пар и подавляет обратную конденсацию
Разбор примера
Протокол опыта (формат задания 17): относительная влажность психрометром
Опыт на реальном оборудовании: определить относительную влажность воздуха в классе с помощью двух термометров и психрометрической таблицы.
Показать решение по шагам
- 1. Что берут: два одинаковых термометра (цена деления 1 °C), кусочек марли или ваты, стакан с водой, психрометрическую таблицу.
- 2. Что делают: на резервуар второго термометра надевают смоченную марлю, оба термометра держат рядом в одинаковых условиях и выжидают 5–7 минут, пока показания перестанут меняться.
- 3. Что наблюдают: сухой термометр tс = (22 ± 1) °C, влажный tв = (17 ± 1) °C, разность Δt = 5 °C.
- 4. Расчёт и запись: относительную влажность находят по таблице на пересечении строки tс = 22 °C и столбца Δt = 5 °C: φ = 58 %. Формулу здесь заменяет таблица, и это допустимо — так устроен сам прибор.
- 5. Погрешность и вывод: оба отсчёта сделаны с точностью до цены деления 1 °C, поэтому разность известна с точностью ±2 °C, а влажность — примерно ±10 %. Вывод: воздух в классе не насыщен водяным паром; чем суше воздух, тем больше разность показаний, а при φ = 100 % она обратилась бы в ноль.
Ответ: φ ≈ 58 % при tс = 22 °C и разности 5 °C
ℹ️ Спецификация КИМ ОГЭ-2026, раздел 5: «Проведение ОГЭ не содержит таких ограничений, поэтому в работу введено экспериментальное задание, выполняемое на реальном оборудовании. Кроме того, в экзаменационной модели ОГЭ более широко представлен блок заданий для проверки приёмов работы с разнообразной информацией физического содержания». Отсюда в уроке и протокол опыта, и разбор текста с пропусками.
Задание №для самопроверки в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №для самопроверки в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №для самопроверки в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Ловушка: испарение идёт при любой температуре и только с поверхности, а кипение — при строго определённой температуре и по всему объёму.
Разборы экзаменационных заданий про испарение и влажность
Задание №5 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №16 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №18 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №19 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.