ID: 00025563
В закрытом сосуде под поршнем находится водяной пар при температуре 100 °С под давлением 40 кПа. Каким станет давление пара, если, сохраняя его температуру неизменной, уменьшить объём пара в 3 раза? Ответ дайте в кПа.
Источник: ФИПИ
При $100$ °С давление насыщенного водяного пара равно $\approx100$ кПа (табличное значение — это температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении). Исходное давление пара в сосуде $40$ кПа заметно меньше — пар ненасыщен.
Пока пар ненасыщен, при постоянной температуре работает закон Бойля—Мариотта: сжатие объёма в 3 раза должно было бы поднять давление тоже в 3 раза: $40\cdot 3=120$ кПа.
Но давление пара не может превысить давление насыщения при данной температуре — как только пар доходит до $100$ кПа, лишний пар конденсируется в капли воды, а давление дальше не растёт. Поэтому реальное конечное давление $p_2=100$ кПа — и всё сходится: тройное сжатие «попыталось» поднять давление выше предела, но природа этого не позволила.