Задание 7 ЕГЭ по физике №00014708

Под поршнем находится влажный воздух при $100\ ^\circ\text{C}$. Его сжимают при постоянной температуре и спрашивают, каким станет давление одного только водяного пара (его называют парциальным).

Шаг 1 — «потолок» для пара. При $100\ ^\circ\text{C}$ вода кипит при нормальном атмосферном давлении, поэтому давление насыщенного пара при этой температуре $p_{\text{н}}=100$ кПа. Больше этого значения давление пара стать не может.

Шаг 2 — давление пара до сжатия. Влажность $40\%$ означает $$p_1=\varphi_1\,p_{\text{н}}=0{,}4\cdot100=40\ \text{кПа}.$$

Шаг 3 — что было бы без конденсации. Пока пар не насыщен, для него при постоянной температуре работает закон Бойля — Мариотта: объём уменьшили в 3 раза — давление выросло бы в 3 раза: $$3\cdot40=120\ \text{кПа}.$$

Шаг 4 — сравниваем с потолком. $120\ \text{кПа}\gt100\ \text{кПа}$, а такого быть не может. Значит, в какой-то момент сжатия пар стал насыщенным, и дальше «лишний» пар превращался в воду, а давление оставшегося держалось на уровне $p_{\text{н}}$. После сжатия парциальное давление пара равно $100$ кПа.