Цикл с водяным паром

В откачанный цилиндрический сосуд с поршнем впрыснули некоторое количество воды. Содержимое сосуда довели до равновесного состояния с температурой \(t_1 = 76\,^\circ\text{C}\), при этом объём сосуда составил \(V_1 = 50\) л. Далее с содержимым сосуда совершают квазистатический круговой цикл, состоящий из:

1. изотермического расширения до объёма \(V_2 = 3V_1\), в результате которого давление в сосуде уменьшается в два раза;

2. изобарического сжатия до объёма \(V_3 = \dfrac{3}{2}V_1\);

3. изотермического сжатия до объёма \(V_4 = V_1\);

4. изохорического нагревания до начальной температуры.

Принимая во внимание зависимость давления насыщенных паров воды от температуры (рис.), найдите:

а) максимальную и минимальную температуры в цикле;

б) массу воды, впрыснутой в сосуд;

в) работу, совершенную системой в цикле.

Примечание. При изотермическом расширении от объёма \(V_1\) до объёма \(V_2\) идеальный газ совершает работу \(A = \dfrac{m}{\mu}RT\ln\dfrac{V_2}{V_1}\), где \(m/\mu\) — количество молей газа, \(T\) — температура газа, \(R\) — универсальная газовая постоянная.