Герметически закрытый сосуд объёмом 10 л заполнен насыщенным водяным паром при температуре 80 °С. Содержимое сосуда охлаждают до 10 °С.
а)  Чему равно начальное давление пара?
б) Чему равна начальная масса пара?
в) Чему равно конечное давление пара?
г) Чему равна конечная масса пара?
д) Чему равна масса воды в сосуде в конечном состоянии?
от

1 Ответ

дано:  
- Объем сосуда V = 10 л = 0,01 м³.  
- Температура начальная T1 = 80 °C = 353,15 K.  
- Температура конечная T2 = 10 °C = 283,15 K.  

найти:  
a) Начальное давление пара P1.  
b) Начальная масса пара m1.  
c) Конечное давление пара P2.  
d) Конечная масса пара m2.  
e) Масса воды в сосуде в конечном состоянии m_вода.  

решение:  

а) Для определения начального давления используем таблицы насыщенного водяного пара. При температуре 80 °C находим, что:

P1 ≈ 47,4 кПа = 47400 Па (по данным таблиц).  

Ответ a):  
Начальное давление пара равно 47400 Па.

б) Далее определим начальную массу пара по формуле:

m1 = P1 * V / (R * T1),

где R = 461,5 Дж/(кг·K).

Подставляем значения:

m1 = 47400 * 0,01 / (461,5 * 353,15).  

Выполнив расчет:

m1 ≈ 0,028 кг.  

Ответ b):  
Начальная масса пара равна 0,028 кг.

в) Теперь найдем конечное давление. При температуре 10 °C из таблиц насыщенного водяного пара:

P2 ≈ 12,3 кПа = 12300 Па.  

Ответ c):  
Конечное давление пара равно 12300 Па.

г) Найдем конечную массу пара по той же формуле:

m2 = P2 * V / (R * T2).  

Подставляем значения:

m2 = 12300 * 0,01 / (461,5 * 283,15).  

Выполнив расчет:

m2 ≈ 0,010 кг.  

Ответ d):  
Конечная масса пара равна 0,010 кг.

д) Чтобы найти массу воды в сосуде в конечном состоянии, нужно вычесть массу пара из начальной массы:

m_вода = m1 - m2.  

Подставляем значения:

m_вода = 0,028 - 0,010 = 0,018 кг.  

Ответ e):  
Масса воды в сосуде в конечном состоянии равна 0,018 кг.
от