ID: 00025605
В закрытом сосуде под поршнем находится водяной пар при температуре 100 °С под давлением 60 кПа. Каким станет давление пара, если, сохраняя его температуру неизменной, уменьшить объём пара в 3 раза? Ответ дайте в кПа.
Источник: ФИПИ
Здесь важно не забыть про особенность пара: он не может стать давлением сколь угодно большим при заданной температуре — сверх некоторого предела он начинает конденсироваться в жидкость, и давление перестаёт расти.
Сначала проверим, что было бы, если бы пар вёл себя как обычный газ (закон Бойля–Мариотта, T=\text{const}): p_2=p_1\cdot 3=60\cdot 3=180 кПа.
Но при t=100\,^\circ\text{C} вода кипит при нормальном атмосферном давлении — а значит, давление насыщенного пара при этой температуре не может превысить примерно 100 кПа (это табличное значение, при котором вода как раз закипает).
Раз «идеальный» результат (180 кПа) больше предела насыщения (100 кПа), пар успевает стать насыщенным раньше, чем сожмётся втрое, и дальше просто конденсируется — а давление останавливается на пределе насыщения.
Значит установившееся давление пара составит около 100 кПа.