Вода и насыщенный пар

Пока в сосуде есть вода, пар насыщенный, и его давление зависит только от температуры. Когда вода полностью испарится, температура равна температуре кипения при атмосферном давлении. Запишите уравнение состояния пара до и после нагрева.

До тех пор, пока система является двухфазной (жидкость–пар), пар является насыщенным. В момент завершения перехода жидкости в пар температура смеси равна \(t_{\text{ком}} = t_{\text{нач}} + \Delta t = 100\,^\circ\)C (или \(T_{\text{ком}} = 373\) К). Следовательно, давление насыщенного пара \(p_2 \approx 1\) атм \(= 10^5\) Па.

(Примечание. Температура кипения воды равна \(100\,^\circ\)C при атмосферном давлении \(101325\) Па \(= 760\) мм рт. ст. \(= 1\) атм — из школьного учебника.)

Уравнение Менделеева–Клапейрона для начального и конечного состояния насыщенного пара: \[\begin{cases} p_1 V = \dfrac{0{,}71\,m}{M}\,RT_{\text{нач}},\\[2mm] p_2 V = \dfrac{m}{M}\,RT_{\text{кон}}, \end{cases}\] где \(m\) — масса смеси, \(0{,}71\,m\) — начальная масса пара. Отсюда: \[p_1 = p_2\cdot0{,}71\,\frac{T_{\text{нач}}}{T_{\text{кон}}} = 1~\text{атм}\cdot0{,}71\cdot\frac{363}{373} \approx 0{,}69.\]