.03 Молекулярная физика. Влажность

1) В начальном состоянии над водой находится насыщенный водяной пар, так как за длительное время в системе установилось термодинамическое равновесие.Пока в цилиндре остается вода, при медленном расширении при постоянной температуре пар остается насыщенным. Поэтому график будет графиком константы, то есть отрезком горизонтальной прямой. Количество воды в цилиндре при этом убывает. Масса воды в два раза больше массы пара. Поэтому, во-первых, в начальном состоянии насыщенный пар занимает объем, равный . Во-вторых, чтобы вся вода испарилась, нужно объем под поршнем увеличить еще на . Это соображение можно объяснить из закона Менделеева - Клапейрона: После испарения всей воды количество молекул воды в сосуде станет . Т.е.:

Таким образом, горизонтальный отрезок описывает зависимость на участке от до .
2) На участке от до , после испарения всего количества воды, в сосуде под поршнем находится ненасыщенный водяной пар. Давление ненасыщенного водяного пара подчиняется закону Бойля — Мариотта: графиком этой зависимости является гипербола .

3) Подведём итог и изобразим сам график: на участке от до график — горизонтальный отрезок прямой, на участке от до — фрагмент гиперболы.