Дополнительные вопросы и задания к § 44. Насыщенный пар

8. В цилиндрическом сосуде под поршнем длительное время находятся вода и водяной пар. Масса воды в 2 раза больше массы пара. Медленно перемещая поршень, объём под поршнем увеличивают от 1 л до 6 л. Температура содержимого сосуда остаётся всё время равной 20 °С. Считайте, что объёмом воды можно пренебречь по сравнению с объёмом пара.

а) Какой пар находится под поршнем вначале?

б) Объясните, почему давление в сосуде не будет изменяться до тех пор, пока объём под поршнем не станет равным 3 л.

в) Чему равно давление в сосуде, когда объём под поршнем равен 3 л?

г) Чему равна масса пара в сосуде, когда объём под поршнем равен 3 л?

Подсказка. При этом весь объём сосуда заполнен насыщенным паром.

д) Во сколько раз увеличилась масса пара, когда объём под поршнем увеличился от 1 л до 3 л?

е) Чему равна масса воды в начальном состоянии?

Подсказка. Воспользуйтесь тем, что в начальном состоянии масса воды в 2 раза больше массы пара.

ж) Как будет изменяться давление в сосуде при изменении объёма под поршнем от 3 л до 6 л?

Подсказка. Для ненасыщенного пара справедливо уравнение состояния идеального газа с постоянной массой.

з) Чему равно давление в сосуде, когда объём под поршнем равен 6 л?

и) Начертите примерный график зависимости давления пара под поршнем от объёма.

9. Две запаянные U-образные трубки наклонили, как показано на рисунке 44.10. В какой трубке над водой находится только насыщенный пар, а в какой — воздух с паром? Обоснуйте свой ответ.

Рис. 44.10