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.