В горизонтальный цилиндрический сосуд герметично вставлен поршень, перемещающийся с помощью прикреплённой к нему рукоятки. В сосуде находится насыщенный пар воды при температуре $T_0=333~\text{К}$. Жидкой фазы воды в сосуде нет.
Водяной пар можно считать идеальным многоатомным газом. Удельная теплота парообразования воды при температуре $T_0$ равна $L=2{.}36~\text{МДж}/\text{кг}$ и в рамках задачи может считаться не зависящей от температуры. Универсальная газовая постоянная равна $R=8{.}31~\text{Дж}/(\text{моль}\cdot{\text{К}})$. Молярная масса воды равна $\mu=18.0~\text{г}/\text{моль}$.
Считайте известным, что малые относительные изменения давления насыщенного пара и его абсолютной температуры вблизи значений $p_0(T_0)$ и $T_0$ соответственно связаны соотношением $\varepsilon_p=\Delta{p}/p_0=\alpha\varepsilon_T=\alpha\cdot\Delta{T}/T_0$, где $\alpha=15{.}3$.
1
Температуру в сосуде начинают медленно изменять. Объём сосуда изменяется таким образом, что всё вещество в сосуде всё время остаётся в газообразном состоянии, при этом водяной пар всё время является насыщенным. Чему равна молярная теплоёмкость водяного пара в данном процессе?
Рассмотрим адиабатически изолированный сосуд.
2
Найдите изменение температуры $\Delta{T}_1$ в сосуде при медленном относительном уменьшении его объёма на величину $\beta=5\text{%}$.
3
Найдите изменение температуры $\Delta{T}_2$ в сосуде при медленном относительном увеличении его объёма на величину $\beta=5\text{%}$.
