VIII. Фазовые превращения

8.1. Найти удельный объем насыщенного водяного пара при нормальном давлении, если известно, что уменьшение давления на р = 3,2 кПа приводит к уменьшению температуры кипения воды на T = 0,9 К.

8.2. В закрытом сосуде находится небольшое количество воды и ее насыщенный пар при температуре t = 100 °С. На сколько процентов увеличится масса насыщенного пара при повышении температуры системы на T = 1,5 К? Пар считать идеальным газом и удельный объем воды пренебрежимо малым по сравнению с удельным объемом пара.

8.3. Найти давление насыщенного пара как функцию температуры р(T), если при температуре. T₀ его давление р₀. Считать, что: удельная теплота парообразования q не зависит от Т, удельный объем жидкости пренебрежимо мал по сравнению с удельным объемом пара, насыщенный пар подчиняется уравнению состояния идеального газа. Выяснить, при каких условиях эти упрощения допустимы.

8.4. Лед, находившийся при нормальных условиях, подвергли сжатию до давления р = 640 атм. Считая, что понижение температуры плавления льда в данных условиях линейно зависит от давления, найти, какая часть льда растаяла. Удельный объем, воды на V' = 0,09 см³/г меньше удельного объема льда.

8.5. Вблизи тройной точки давление р насыщенного пара двуокиси углерода зависит от температуры T как lg р = а – b/Т, где а и b – постоянные. Если р – в атмосферах, то для процесса сублимации а = 9,05 и b = 1,80 кК, а для процесса испарения а = 6,78 и b = 1,31 кК. Найти: а) температуру и давление в тройной точке; б) значения удельных теплот сублимации, испарения и плавления вблизи тройной точки.

8.6. Воду массы m = 1,00 кг нагрели от температуры t₁ = 10 °С до t₂ = 100 °С, при которой она вся превратилась в пар. Считая пар идеальным газом, найти приращение энтропии системы.

8.7. Лед с начальной температурой t₁ = 0 °С в результате нагревания превратили сначала в воду, а затем в пар при температуре t₂ = 100 °С. Найти приращение удельной энтропии системы, считая пар идеальным газом.

8.8. Кусок меди массы m = 90 г при температуре t₁ = 90 °С положили в калориметр, в котором находился лед массы 50 г при температуре -3 °С. Найти приращение энтропии куска меди к моменту установления теплового равновесия.

8.9. Водяной пар, заполняющий пространство под поршнем в цилиндре, сжимают (или расширяют) так, что он все время остается насыщенным, находясь на грани конденсации. Найти молярную теплоемкость С пара в данном процессе как функцию температуры Т, считая пар идеальным газом и пренебрегая удельным объемом жидкости по сравнению с удельным объемом пара. Вычислить С при t = 100 °С.

8.10. Один моль воды, находившийся в равновесии с пренебрежимо малым количеством своего насыщенного пара при температуре T₁, перевели целиком в насыщенный пар при температуре Т₂. Найти приращение энтропии системы. Пар считать идеальным газом, удельным объемом жидкости пренебречь по сравнению с удельным объемом пара.

8.11. Лед, находившийся при нормальных условиях, подвергли сжатию до давления р = 700 атм. Считая, что понижение температуры плавления льда в данных условиях линейно зависит от давления, найти, какая часть льда растаяла. Удельный объем, воды на V' = 0,08 см³/г меньше удельного объема льда.

8.12. Найти удельный объем насыщенного водяного пара при нормальном давлении, если известно, что уменьшение давления на р = 4 кПа приводит к уменьшению температуры кипения воды на T = 0,8 К.

9.13. В закрытом сосуде находится небольшое количество воды и ее насыщенный пар при температуре t = 100 °С. На сколько процентов увеличится масса насыщенного пара при повышении температуры системы на T = 2 К? Пар считать идеальным газом и удельный объем воды пренебрежимо малым по сравнению с удельным объемом пара.

8.14. Лед, находившийся при нормальных условиях, подвергли сжатию до давления р = 640 атм. Считая, что понижение температуры плавления льда в данных условиях линейно зависит от давления, найти, какая часть льда растаяла. Удельный объем, воды на V' = 0,09 см³/г меньше удельного объема льда.