Конденсация пара

Обозначим исходные объём и давление пара через \(V_1\) и \(p_1\). Конденсация начнётся тогда, когда давление пара станет равным давлению насыщенного пара, т.е. при \(p_2 = 2p_1\). При достижении газом этого давления начнётся процесс конденсации насыщенного пара, происходящий при постоянном давлении и температуре; при этом вблизи комнатной температуры объём сконденсировавшейся воды по сравнению с объёмом пара можно пренебречь.

Так как температура неизменна, согласно закону Бойля–Мариотта в момент начала конденсации объём пара будет равен \(\dfrac{V_1}{2}\). Для того чтобы в итоге объём пара уменьшился в 8 раз, нужно, считая от момента начала конденсации, уменьшить объём сосуда ещё в 4 раза. При этом в сосуде сконденсируется \(\dfrac34\) от находившейся под поршнем массы \(m\) пара, то есть масса \(m_в\) полученной воды будет равна \(\dfrac34 m\).

Зависимость \(m_в(V)\) в области конденсации линейная. График: при \(V \ge \dfrac{V_1}{2}\) масса \(m_в = 0\); при уменьшении объёма от \(\dfrac{V_1}{2}\) до \(\dfrac{V_1}{8}\) масса линейно растёт до \(\dfrac34 m\); при \(V < \dfrac{V_1}{8}\) масса остаётся равной \(\dfrac34 m\).