Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 6947
2018-03-31 
В жесткий закрытый литровый сосуд налили 900 г воды, воздуха в сосуде нет. Температура внутри сосуда $+100^{ \circ} С$. Содержимому сосуда сообщили количество теплоты, равное 1000 Дж. Оцените количество испарившейся при этом воды. Считайте, что при повышении температуры до $+101^{ \circ} С$ давление насыщенных паров воды увеличивается от 1 до 1,04 атм.
Решение:
Часть переданного системе тепла пойдет на нагревание воды, часть — на испарение. Попробуем оценить соотношение этих частей. Пусть все тепло пошло на нагрев — тогда изменение температуры воды составит
$\Delta T = \frac{Q}{CM} = \frac{1000}{4200} \cdot 0,9 \approx 0,25 К$.
При этом давление насыщенных паров увеличится от 1 до 1,01 атм и "лишнее" количество пара в объеме 0,1 л составит
$\Delta m_{1} = \frac{MV \Delta P}{RT} = \frac{0,018 \cdot 0,0001 \cdot 1000}{8,3 \cdot 373} \approx 6 \cdot 10^{-7} кг$.
А если все тепло ушло бы на испарение, то испарилось бы
$\Delta m_{2} = \frac{Q}{r} = \frac{1000}{2,26 \cdot 10^{6}} \approx 4 \cdot 10^{-4} кг$,
что во много раз больше дополнительного количества испарившейся воды, определяемого насыщением пара. Очевидно, что только очень небольшая часть тепла пойдет на испарение — "лишнее" количество воды не может испариться, так как очень быстро наступит насыщение пара в свободной части объема. Можно теперь вычесть количество тепла, необходимое для испарения $\Delta m_{1}$ и уточнить величину
$\Delta T_{1} = \frac{Q - r \Delta m_{1}}{CM}$,
однако поправка получится совсем малой — всего $r \Delta m_{1}/Q = \Delta m_{1}/ \Delta m_{2} \approx 0,0007 = 0,07$% и ею вполне можно пренебречь. Итак, первая оценка выглядит вполне разумной и количество испарившейся воды чуть меньше $\Delta m_{1} = 0,6 мг$.
В жесткий закрытый литровый сосуд налили 900 г воды, воздуха в сосуде нет. Температура внутри сосуда $+100^{ \circ} С$. Содержимому сосуда сообщили количество теплоты, равное 1000 Дж. Оцените количество испарившейся при этом воды. Считайте, что при повышении температуры до $+101^{ \circ} С$ давление насыщенных паров воды увеличивается от 1 до 1,04 атм.
Решение:
Часть переданного системе тепла пойдет на нагревание воды, часть — на испарение. Попробуем оценить соотношение этих частей. Пусть все тепло пошло на нагрев — тогда изменение температуры воды составит
$\Delta T = \frac{Q}{CM} = \frac{1000}{4200} \cdot 0,9 \approx 0,25 К$.
При этом давление насыщенных паров увеличится от 1 до 1,01 атм и "лишнее" количество пара в объеме 0,1 л составит
$\Delta m_{1} = \frac{MV \Delta P}{RT} = \frac{0,018 \cdot 0,0001 \cdot 1000}{8,3 \cdot 373} \approx 6 \cdot 10^{-7} кг$.
А если все тепло ушло бы на испарение, то испарилось бы
$\Delta m_{2} = \frac{Q}{r} = \frac{1000}{2,26 \cdot 10^{6}} \approx 4 \cdot 10^{-4} кг$,
что во много раз больше дополнительного количества испарившейся воды, определяемого насыщением пара. Очевидно, что только очень небольшая часть тепла пойдет на испарение — "лишнее" количество воды не может испариться, так как очень быстро наступит насыщение пара в свободной части объема. Можно теперь вычесть количество тепла, необходимое для испарения $\Delta m_{1}$ и уточнить величину
$\Delta T_{1} = \frac{Q - r \Delta m_{1}}{CM}$,
однако поправка получится совсем малой — всего $r \Delta m_{1}/Q = \Delta m_{1}/ \Delta m_{2} \approx 0,0007 = 0,07$% и ею вполне можно пренебречь. Итак, первая оценка выглядит вполне разумной и количество испарившейся воды чуть меньше $\Delta m_{1} = 0,6 мг$.
