Вцилиндре под невесомым поршнем площадью s=100 см находится m1=18 г насыщенного водяного пара. в цилиндр впрыскивают m2=18г воды при t0=0°с. на сколько переместится поршень? теплоемкостью и теплопроводностью цилиндра пренебречь. снаружи цилиндра нормальное атмосферное давление p0=10^5 па. удельная теплоемкость и теплота парообразования для воды с=4,2*10^3 дж/(кг-к) и r=2,3*10^6 дж/кг.
m пара конденсировалось и отдало тепло на нагрев m2 воды
пара осталось m1-m
пар занимал объем RT/p*m1/M
стал занимать объем RT/p*(m1-m)/M
воды стало m2+m
вода занимала объем 0
вода стала занимать объем (m2+m)/ro
m2*c*(t2-t1)=m*r
m=m2*c*(t2-t1)/r=18*4200*100/(2,3*10^6) гр= 3,28695652 гр
изменение объема
delta_V=(m2+m)/ro+RT/p*(m1-m)/M - RT/p*m1/M = (m2+m)/ro-RT/p*m/M
изменение высоты поршня
h=delta_V/S = ((m2+m)/ro-RT/p*m/M)/S =
=((18+ 3,28695652 )*10^(-3)/1000-8,31*(273+100)/(10^5)*3,28695652/18)/(100*10^(-4)) м = -0,56389 м ~ - 56 см
если не учитывать объем, занимаемый водой, то
h=delta_V/S = (-RT/p*m/M)/S =
=(-8,31*(273+100)/(10^5)*3,28695652/18)/(100*10^(-4)) м = -0,5660194 м ~ - 57 см - поршень опустился