ID: 00015688
В сосуде под поршнем при температуре 100 °C находится 2 г водяного пара и такое же количество воды. Не изменяя температуры, объём сосуда увеличили в 2{,}5 раза. Определите массу воды, перешедшей при этом в пар.
Источник: Сборник Гиголо
Раз в сосуде одновременно есть и пар, и вода, пар обязательно насыщенный, а его давление при 100 °C постоянно (100 кПа). При увеличении объёма пар стремится «разрядиться», но вода тут же подкармливает его, испаряясь, и держит насыщение — пока вода есть. У насыщенного пара плотность постоянна, поэтому его масса пропорциональна объёму.
Объёмом воды пренебрегаем (2 г воды — это всего около 2 см^3). Тогда объём, доступный пару, растёт в 2{,}5 раза. Если бы воды хватало, масса пара тоже выросла бы в 2{,}5 раза: 2 \cdot 2{,}5 = 5 г.
Но всего в системе воды и пара лишь 2 + 2 = 4 г. Пять граммов пара получить неоткуда. Значит вся вода (2 г) успевает испариться раньше, пар перестаёт быть насыщенным, и в пар перешло ровно 2 г воды.
Ответ: 2