ID: 00002727
В сосуде под поршнем находится вода и водяной пар. Объём сосуда медленно изотермически увеличивают, при этом в сосуде еще остается вода. Как изменяются при этом масса пара и его давление? Для каждой величины подберите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Поскольку в сосуде одновременно присутствуют вода и водяной пар, пар является насыщенным. Относительная влажность при этом равна 100%:
\varphi = \frac{p}{p_{\text{нас}}} \cdot 100\% = 100\%
Давление насыщенного пара зависит только от температуры:
p_{\text{нас}} = f(T)
Так как процесс изотермический (T = \text{const}), давление насыщенного пара остаётся постоянным, а значит, и давление водяного пара не изменяется:
p = p_{\text{нас}} = \text{const}
Запишем уравнение Менделеева–Клапейрона для водяного пара:
pV = \frac{m}{\mu} R T
Выражаем массу пара:
m = \frac{p \mu V}{R T}
При изотермическом расширении p = \text{const}, T = \text{const}, \mu = \text{const}, R = \text{const}, но объём V увеличивается. Поскольку вода ещё не испарилась полностью, она продолжает испаряться, поддерживая \varphi = 100\%. Следовательно, масса пара увеличивается:
m \propto V \Rightarrow m \text{ увеличивается}
Вывод: давление пара не изменяется; масса пара увеличивается.