В большом сосуде с жесткими стенками, закрытом подвижным поршнем, находятся воздух и насыщенный водяной пар при температуре 100 °C. Давление в сосуде равно 300 кПа. Поршень переместили, поддерживая температуру содержимого сосуда постоянной. При этом половина водяного пара сконденсировалась. Какое давление установилось в сосуде? Ответ выразите в килопаскалях.
В сосуде находятся воздух и насыщенный пар, при этом давление в сосуде состоит из суммы давлений двух газов: Давление насыщенного пара при
равно
Значит, давление воздуха
Далее сказано, что половина водяного пара сконденсировалась, это означает, что газ в сосуде сжали при постоянной температуре. Давление насыщенного пара зависит только от температуры и, следовательно, при сжатии оно не изменилось (
). Запишем уравнение Менделеева — Клапейрона:
Масса водяного пара уменьшилась вдвое, а значит, объем также должен уменьшиться вдвое.
Масса воздуха осталась той же самой, но при уменьшении объема в два раза при постоянной температуре давление должно вырасти в два раза. Следовательно,
Давление в сосуде станет равным
Ответ: 500 кПа.

