На столе стоит вертикальный цилиндрический сосуд, закрытый сверху герметичным подвижным поршнем, который вначале удерживают в неподвижном состоянии. Внутри сосуда под поршнем находятся влажный воздух, термометр, барометр и гигрометр. Установившиеся показания термометра, барометра и гигрометра равны +10 °C, 100 кПа и 100% соответственно, при этом на дне и внутренних стенках сосуда присутствуют небольшие капли воды. Стенки сосуда обладают хорошей теплопроводностью, температура воздуха снаружи цилиндра поддерживается постоянной. Как будут изменяться показания приборов, если начать медленно смещать поршень вверх? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.
1. Так как стенки сосуда обладают высокой теплопроводностью, при медленном перемещении поршня содержимое сосуда будет успевать обмениваться количеством теплоты с окружающим воздухом, температура которого поддерживается постоянной. Поэтому температура содержимого сосуда изменяться не будет и показания термометра будут неизменными.
2. Смесь воздуха с водяными парами можно считать идеальным газом. При поднимании поршня этот газ изотермически расширяется (его объём увеличивается). По закону Бойля — Мариотта давление смеси газов при этом уменьшается, то есть показания барометра будут уменьшаться.
3. Давление насыщенных паров воды pнас зависит только от температуры и не зависит от объёма, который занимает пар. Пока в сосуде есть капли воды, при поднимании поршня парциальное давление pпар водяного пара будет оставаться неизменным и равным давлению насыщенного пара. Но после того, как все капли испарятся, парциальное давление водяного пара начнёт уменьшаться. Поэтому относительная влажность в сосуде будет сначала оставаться равной 100%, а затем начнёт падать. Следовательно, показания гигрометра сначала будут оставаться неизменными, а после того, как водяной пар в сосуде станет ненасыщенным, будут уменьшаться.

