Дано:

T_1 = 100°\text{C} (температура кипения воды), P_1 = 3P_0, P_0 = 100 \text{ кПа}, половина пара сконденсировалась.

Найти:

P_2 = ?

Решение:

При T = 100°\text{C} давление насыщенного водяного пара равно атмосферному: P_{\text{нас}} = P_0. Начальное давление в сосуде складывается из давления пара и давления воздуха: P_1 = P_{\text{пар}} + P_{\text{газ}} = P_0 + 2P_0 = 3P_0 Следовательно, P_{\text{газ}}^{(1)} = 2P_0. Если половина водяного пара сконденсировалась при постоянной температуре, то давление насыщенного пара осталось равным P_0 (пока есть жидкость, пар остаётся насыщенным). Это означает, что объём сосуда уменьшился в 2 раза: P_{\text{нас}} = \text{const} = P_0,\quad V_2 = \frac{V_1}{2} Для воздуха (идеальный газ) при изотермическом процессе: P_{\text{газ}}^{(1)} V_1 = P_{\text{газ}}^{(2)} V_2 P_{\text{газ}}^{(2)} = P_{\text{газ}}^{(1)} \cdot \frac{V_1}{V_2} = 2P_0 \cdot 2 = 4P_0 Итоговое давление: P_2 = P_{\text{пар}} + P_{\text{газ}}^{(2)} = P_0 + 4P_0 = 5P_0 = 5 \cdot 100 = 500 \text{ кПа}