Продавливание воды через перегородку

Так как процесс продавливания воды через перегородку адиабатический, теплообмена нет: \(Q = 0\). При этом силы давления, действующие на поршень \(A\), совершают работу \(A_1 = p_1V_1\), а силы давления на поршень \(B\) — работу \(A_2 = -p_2V_2\). По условию \(p_1 \gg p_2\). Предположим, что испарится лишь малая часть воды, т. е. \(V_2 \approx V_1\). Тогда можно считать, что \(A_1 \gg |A_2|\). Первый закон термодинамики запишется в виде: \[c_{\text{в}}m\Delta t + \lambda\Delta m \approx p_1V_1,\] где \(\Delta m\) — масса испарившейся воды. Так как под поршнем \(B\) смесь воды и пара находится при давлении \(p_2 = 1\) атм, температура смеси равна \(100\ ^\circ\)C. Следовательно, вода нагрелась на \(\Delta t = 5\ ^\circ\)C. Относительная масса \(\alpha\) испарившейся воды равна \[\alpha = \dfrac{\Delta m}{m} = \dfrac{\dfrac{p_1V_1}{m} - c_{\text{в}}\Delta t}{\lambda} = \dfrac{p_1v_0 - c_{\text{в}}\Delta t}{\lambda}.\] Здесь \(v_0 = \dfrac{V_1}{m} = 10^{-3}\) м\(^3\)/кг — удельный объём воды. Вычисляя, находим \[\alpha = \dfrac{10^8\cdot10^{-3} - 4200\cdot5}{2260\cdot10^3} = 0{,}035.\] Таким образом, как и предполагалось, испарилась лишь малая часть воды (\(3{,}5\%\)).