Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 2923
2017-04-19 
В цилиндре под поршнем находится один моль ненасыщенного пара при температуре $T$. Пар сжимают в изотермическом процессе, так что в конечном состоянии половина его массы сконденсировалась, а объем пара уменьшился в $k = 4$ раза. Найти молярную теплоту конденсации пара, если в указанном процессе от системы «жидкость-пар» пришлось отвести количество теплоты $Q (Q > 0)$.
Указание: пар можно считать идеальным газом. Работа, совершаемая в изотермическом процессе $\nu$ молями пара при расширении от объема $V_{1}$ до $V_{2}$ равна $\nu RT ln (V_{2}/V_{1})$.
Решение:
При изотермическом сжатии ненасыщенного пара его давление растет, пока не станет равным давлению насыщенного пара $p_{н}$. При дальнейшем сжатии давление и температура пара не меняются. Изменение объема происходит за счет конденсации массы пара $\Delta m$: (см. рис.). В процессе изменения давления на участке 1—2 над паром была совершена работа величиной $\nu RT ln (V_{1}/V_{2})$. В процессе конденсации 2—3 от пара необходимо отвести теплоту конденсации $\Lambda \nu /2$. По условию $Q = \nu RT ln (V_{1}/V_{2}) + \Lambda \nu /2$, где $\Lambda$ — молярная теплота конденсации. Чтобы найти отношение объемов $V_{1}/V_{2}$, заметим что при конденсации в процессе 2—3 давление и температура постоянны. Объем изменится в два раза так, что половина пара сконденсировалась: $V_{2}/V_{3} = 2 = k/2$. По условию $V_{1}/V_{3} = k$, следовательно, $V_{1}/V_{2} = k/2$. Итак, $Q = \nu RT ln (k/2) + \Lambda \nu /2$,
$\Lambda = 2/3 ( Q - \nu RT ln (k/2)) = 2(Q - RT ln 2)$.
В цилиндре под поршнем находится один моль ненасыщенного пара при температуре $T$. Пар сжимают в изотермическом процессе, так что в конечном состоянии половина его массы сконденсировалась, а объем пара уменьшился в $k = 4$ раза. Найти молярную теплоту конденсации пара, если в указанном процессе от системы «жидкость-пар» пришлось отвести количество теплоты $Q (Q > 0)$.
Указание: пар можно считать идеальным газом. Работа, совершаемая в изотермическом процессе $\nu$ молями пара при расширении от объема $V_{1}$ до $V_{2}$ равна $\nu RT ln (V_{2}/V_{1})$.
Решение:
При изотермическом сжатии ненасыщенного пара его давление растет, пока не станет равным давлению насыщенного пара $p_{н}$. При дальнейшем сжатии давление и температура пара не меняются. Изменение объема происходит за счет конденсации массы пара $\Delta m$: (см. рис.). В процессе изменения давления на участке 1—2 над паром была совершена работа величиной $\nu RT ln (V_{1}/V_{2})$. В процессе конденсации 2—3 от пара необходимо отвести теплоту конденсации $\Lambda \nu /2$. По условию $Q = \nu RT ln (V_{1}/V_{2}) + \Lambda \nu /2$, где $\Lambda$ — молярная теплота конденсации. Чтобы найти отношение объемов $V_{1}/V_{2}$, заметим что при конденсации в процессе 2—3 давление и температура постоянны. Объем изменится в два раза так, что половина пара сконденсировалась: $V_{2}/V_{3} = 2 = k/2$. По условию $V_{1}/V_{3} = k$, следовательно, $V_{1}/V_{2} = k/2$. Итак, $Q = \nu RT ln (k/2) + \Lambda \nu /2$,
$\Lambda = 2/3 ( Q - \nu RT ln (k/2)) = 2(Q - RT ln 2)$.
