В цилиндре под поршнем находится вода и её пар при температуре 150°С, масса пара в 6 раз больше массы воды объём цилиндра увеличили в четыре раза. Какое установилось давление если…
В цилиндре под поршнем находится вода и её пар при температуре 150°С, масса пара в 6 раз больше массы воды объём цилиндра увеличили в четыре раза. Какое установилось давление если температура осталась прежней? (давление насыщенных паров воды при 150 °С рн =4.1 атм)
Если цилиндр содержит воду и ее насыщенный пар при температуре 150 °C, то исходное давление в цилиндре равно давлению насыщенных паров воды при этой температуре, т.е. 4.1 атм.
Когда объем цилиндра увеличивается в четыре раза, объем воды остается постоянным, так как вода — несжимаемая жидкость, и по практическим целям ее объемным изменениями можно пренебречь. Однако объем пара увеличивается в четыре раза.
Изначально система находится в равновесии, что означает, что масса пара в системе максимальна при данном давлении и температуре. Увеличение объема при постоянной температуре и наличии избыточной воды приведет к тому, что часть воды испарится, чтобы восстановить равновесие насыщенного пара при температуре 150 °C. Поскольку давление насыщенного пара зависит только от температуры, и не зависит от объема, оно не изменится и останется на уровне 4.1 атм. Масса жидкой воды уменьшится, и масса пара соответственно увеличится, но давление равновесного насыщенного пара при данной температуре останется неизменным.
Таким образом, установившееся давление в цилиндре останется равно 4.1 атм, при условии, что количество воды достаточно, чтобы при увеличении объема цилиндра все время присутствовали и вода, и насыщенный пар.
