Задание 25. В сосуде под поршнем находится пар массой 3 г под давлением 50 кПа и при температуре 100 °С. Не изменяя температуры, объём сосуда уменьшили в 6 раз. Найдите массу образовавшейся при этом воды.
Решение задачи
При температуре 100 °С давление насыщенного водяного пара равно атмосферному давлению 100 кПа, так как при 100 °С в открытом сосуде вода закипает и образуется насыщенный водяной пар. Следовательно, первоначально водяной пар насыщенный (p1 < 100 кПа), его можно считать идеальным газом.
Первоначально сжатие водяного пара приведёт к увеличению его давления до состояния насыщения: p2 = 100 кПа = 2p1. Для этого объём пара следует уменьшить в 2 раза.
Давление насыщенного водяного пара не зависит от его объёма, поэтому дальнейшее его сжатие приведёт к частичной конденсации водяных паров.
Таким образом, при уменьшении объёма насыщенного водяного пара в 3 раза произойдёт уменьшение массы водяного пара также в 3 раза.
Значит, m2 = m1 / 3 = 1 г останется пара, при этом масса образовавшейся воды равна:
mв = m1 — m2 = 2 г.
Ответ к задаче
Ответ: 2 г.
