Два сосуда с насыщенным паром

Пар сохраняет объём сосуда, а давление пара при нагреве зависит от температуры линейно. Масса воды мала, поэтому её вклад в объём пренебрежимо мал.

Давление пара в первом сосуде при \(T_1=367\) К: \[p_1=p_{100}-\alpha\cdot 6\,\text{K}=101{,}3-2{,}4\cdot 6=86{,}9~\text{кПа},\] где \(\alpha=2{,}4\) кПа/К. Объём сосуда \(V=\dfrac{MRT_1}{\mu p_1}\) не меняется при испарении капли (масса капли мала). При нагреве на \(\Delta T\) давление пара \(p_2=p_1+\alpha\Delta T\), а уравнение состояния пара: \[(p_1+\alpha\Delta T)V=\frac{M+m}{\mu}R(T_1+\Delta T).\] Отсюда \[\Delta T=\frac{mT_1p_1}{\alpha MT_1-p_1M-p_1m},\] где \(m\) — масса воды. Для второго сосуда подставляем \(T_2=373\) К и \(p_2=101{,}3\) кПа. Получаем \(\Delta T_1\approx 0{,}32\) К и \(\Delta T_2\approx 0{,}38\) К.

Теплота, сообщённая сосуду, идёт на нагрев воды и пара на \(\Delta T\) и на испарение воды: \[Q=qm+cm\Delta T+c_{п}M\Delta T.\] Разность с учётом равенства \(qm\) для обоих сосудов: \[Q_2-Q_1=(cm+c_{п}M)(\Delta T_2-\Delta T_1)\approx 8{,}4~\text{Дж}.\]