В цилиндре под поршнем находится водяной пар массой 10 г при температуре 179 °С. Объем цилиндра изотермически уменьшили в 3 раза, а давление возросло в 1,7 раза. Какие значения имели давление и объем водяного пара перед сжатием? Давление насыщающих паров при температуре 179°С равно 9,8 атм. Молярная масса воды равна 18*10^-3 кг/м3.
В задачах про водяной пар нас часто пытаются развести, как, пардон, лохов. Все дело в том, что применять газовые законы при решении задач с парами надо очень осторожно и вдумчиво. Берегитесь, если давление или плотность паров достигли величины насыщения. Особенность насыщенного пара в том, что он не подчиняется газовым законам. Если давление пара или плотность пара достигает насыщения, то при дальнейшем сжатии при изотермическом процессе давление уже не растет, как в идеальных газах, а происходит конденсация части пара, так, что давление остается неизменным и равным давлению насыщения.
Итак, проверим, не было ли в процессе, описанном в условии, ситуации, когда пар достиг насыщения. Для начального и конечного состояния можно записать уравнение Менделеева-Клапейрона.
(1) 
(2) Уравнение (2) свидетельствует о том, что масса пара после сжатия уменьшилась, то есть произошла конденсация пара, а это значит его плотность достигла значения насыщения.
Теперь приходим к выводу, что давление в конечном состоянии процесса составляло
атм 1 атм = 101325 Па 
Па
Тогда, согласно условию, давление начальное в 1,7 раза меньше:
Па
Подставим данные в (1):
м^3
Ответ: начальный объем 3,6 литра, начальное давление 584109 Па
В задачах про водяной пар нас часто пытаются развести, как, пардон, лохов. Все дело в том, что применять газовые законы при решении задач с парами надо очень осторожно и вдумчиво. Берегитесь, если давление или плотность паров достигли величины насыщения. Особенность насыщенного пара в том, что он не подчиняется газовым законам. Если давление пара или плотность пара достигает насыщения, то при дальнейшем сжатии при изотермическом процессе давление уже не растет, как в идеальных газах, а происходит конденсация части пара, так, что давление остается неизменным и равным давлению насыщения.
Итак, проверим, не было ли в процессе, описанном в условии, ситуации, когда пар достиг насыщения. Для начального и конечного состояния можно записать уравнение Менделеева-Клапейрона.
(1) (2) Уравнение (2) свидетельствует о том, что масса пара после сжатия уменьшилась, то есть произошла конденсация пара, а это значит его плотность достигла значения насыщения. Теперь приходим к выводу, что давление в конечном состоянии процесса составляло
атм 1 атм = 101325 Па ПаТогда, согласно условию, давление начальное в 1,7 раза меньше:
ПаПодставим данные в (1):
м^3 Ответ: начальный объем 3,6 литра, начальное давление 584109 Па