Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 14133
2020-04-16 
На рис. представлены два сообщающихся сосуда, заполненные одной и той же жидкостью. Полупроницаемая перегородка MN свободно пропускает молекулы пара, но не пропускает молекулы нейтрального газа, добавленного к пару в правом сосуде. Поршень не позволяет нейтральному газу перетекать из правого сосуда в левый. Вся система помещена в термостат, температура которого поддерживается постоянной. Применив к такой системе второе начало термодинамики, найти влияние давления нейтрального газа на давление насыщенного пара жидкости.
Решение:
В состоянии термодинамического равновесия давление насыщенного пара в правом и левом сосудах на одной и той же высоте должно быть одинаковым. Отсюда с использованием уравнений гидростатики получаем
$P = P_{0} + \frac{v_{ж} }{v_{п} - v_{ж} } \Pi$, (1)
где $P_{0}$ - давление пара над поверхностью жидкости АВ (т. е. в отсутствие нейтрального газа), $P$ - над поверхностью CD (т. е. при наличии нейтрального газа), $\Pi$ - давление нейтрального газа, $v_{п}$ и $v_{ж} $ - удельные объемы пара и жидкости. При решении предполагалось, что изменения плотности пара с высотой в пределах системы пренебрежимо малы по сравнению с плотностью самого пара. Повышение давления насыщенного пара с увеличением внешнего давления $\Pi$ можно объяснить следующим образом. При возрастании $\Pi$ возрастает противодавление жидкости, а с ним и число молекул жидкости, ударяющихся о ее поверхность. Это ведет к увеличению числа молекул, переходящих из жидкости в пар.
На рис. представлены два сообщающихся сосуда, заполненные одной и той же жидкостью. Полупроницаемая перегородка MN свободно пропускает молекулы пара, но не пропускает молекулы нейтрального газа, добавленного к пару в правом сосуде. Поршень не позволяет нейтральному газу перетекать из правого сосуда в левый. Вся система помещена в термостат, температура которого поддерживается постоянной. Применив к такой системе второе начало термодинамики, найти влияние давления нейтрального газа на давление насыщенного пара жидкости.
Решение:
В состоянии термодинамического равновесия давление насыщенного пара в правом и левом сосудах на одной и той же высоте должно быть одинаковым. Отсюда с использованием уравнений гидростатики получаем
$P = P_{0} + \frac{v_{ж} }{v_{п} - v_{ж} } \Pi$, (1)
где $P_{0}$ - давление пара над поверхностью жидкости АВ (т. е. в отсутствие нейтрального газа), $P$ - над поверхностью CD (т. е. при наличии нейтрального газа), $\Pi$ - давление нейтрального газа, $v_{п}$ и $v_{ж} $ - удельные объемы пара и жидкости. При решении предполагалось, что изменения плотности пара с высотой в пределах системы пренебрежимо малы по сравнению с плотностью самого пара. Повышение давления насыщенного пара с увеличением внешнего давления $\Pi$ можно объяснить следующим образом. При возрастании $\Pi$ возрастает противодавление жидкости, а с ним и число молекул жидкости, ударяющихся о ее поверхность. Это ведет к увеличению числа молекул, переходящих из жидкости в пар.
