В закрытом сосуде под поршнем — Задание 7 ЕГЭ физика

Задание №7. МКТ

Влажность (тренировочные)

№2. Задание 7

ID: 00025568

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 4 раза? Ответ дайте в кПа.

Источник: ФИПИ

Решение

При $$100$$ °С давление насыщенного водяного пара равно $\approx100$ кПа (эта температура — точка кипения воды при обычном 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 4 раза подняло бы давление тоже в 4 раза: $40\cdot4=160$ кПа.

Но давление пара не может превысить давление насыщения — как только пар доходит до $$100$$ кПа, лишний пар конденсируется в капли, а давление дальше не растёт. Поэтому конечное давление $$p_2=100$$ кПа — и всё сходится: сжатие в 4 раза «с запасом» довело пар до насыщения ещё до конца процесса.