Партнеры
Вход в систему
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 7 гостей.
Яндекс.Метрика

59(382). В цилиндре под поршнем находится ненасыщенный водяной пар под давлением p = 1 атм. В процессе изобарического сжатия конечный объем, который занимает пар, оказывается в k = 4 раза меньше по сравнению с объемом, который он занимал вначале. При этом часть пара сконденсировалась, а объем образовавшейся воды составил α = 1/1720 от конечного объема пара. Во сколько раз уменьшилась температура пара в указанном процессе? Плотность воды ρ = 1 г/см3, молярная масса пара М = 18 г/моль.

Решение.
 В исходном состоянии имеется ненасыщенный водяной пар, который будем рассматривать как идеальный газ. Запишем уравнение состояния данного газа:

p1V1 = (m1/M)RT1,

где p − давление, V1 − объем, m1 − масса, Т − температура пара.
 В конечном состоянии мы имеем равновесное двухфазное состояние − вода и насыщенный водяной пар − при температуре Т2 = 373 К и том же давлении p. Насыщенный водяной пар также будем считать идеальным газом и запишем его уравнение состояния:
pV2 = (m2/M)RT2,

где V2 − объем и m2 − масса пара в новом состоянии.
 Масса образовавшейся воды равна
m = ραV2.

Закон сохранения количества вещества (H2O) в цилиндре под поршнем позволяет записать
m1 = m2 + m,

или
pV1M/(RT1) = pV2M/(kRT2) + ραV1/k.

Отсюда получаем
T1/T2 = k/(1 + ραRT2/(Mp)) = 2.