пару вопросов по насыщенному пару

[kis]

В сосуд объемом V = 20 л, содержащий сухой воздух при нормальных условиях, ввели m = 15 г воды, а затем сосуд закрыли. Найти давление в сосуде после его длительного нагревания до температуры t = 100° С.

цитата из решения:

Цитата:

Если предположить, что вся вода испарилась и к парам применимо уравнение Клайперона-Менделеева, то парциальное давление водяного пара равно $p_1=mRT/(MV) = 0.13$МПа.
Как известно, давление насыщенного пара при t = 100C равно нормальному атмосферному давлению $p_0$. поскольку $p_1 > p_0$, то следует считать, что испарилась только часть воды

1) мне непонятно почему следует считать, что испарилась только часть воды? можете разжевать? а то в решение утверждается как очевидный факт, без пояснений.

2) и второе, в учебнике написано:

Цитата:

Когда вся жидкость испарится, пар при дальнейшем нагревании перестанет быть насыщенным и его давление при постоянном объеме будет возрастать прямо пропорциональна абсолютной температуре

т.е. я так понял, что когда вся жидкость перейдет в пар, пар можно рассматривать как идеальный одноатомный газ. Но что будет, если сжать пар, после того, как вся вода превратится в пар? сконденсируется ли пар? ведь формально пар уже является газом.

3) к насыщенному пару нельзя применять уравнение состояния идеального газа? в учебнике упоминается, что это уравнение лишь приближенно описывает пар.

4) давление насыщенного пара - справочная информация. приводится по принципу "температура-давление". но из формулы $p=nkT$ ясно, что давление насыщенного пара зависит еще и от концентрации $n$. значит, одно и то же давление мб при разных температурах. какой тогда смысл в таблицах?

[kw_artem]

kis в сообщении #676071 писал(а):

1) мне непонятно почему следует считать, что испарилась только часть воды? можете разжевать? а то в решение утверждается как очевидный факт, без пояснений.

давление насыщенного пара при данной температуре ниже, чем то давление, которое получится, если считать что испарится вся жидкость. Из того приведенного уравнения Клапейрона-Менделеева видно, что чем больше количество испарившейся жидкости, тем больше давление водяного пара. Поэтому, рано или поздно наступит момент, когда давление пара сравняется с давление насыщенного пара при той же температуре, наступит динамическое равновесие, и жидкость прекратит испаряться.

-- 25.01.2013, 16:37 --

kis в сообщении #676071 писал(а):

т.е. я так понял, что когда вся жидкость перейдет в пар, пар можно рассматривать как идеальный одноатомный газ.

в принципе, да можно, но приближенно. и не одноатомный, а трехатомный $\mathrm{H_2 O}$

-- 25.01.2013, 16:41 --

kis в сообщении #676071 писал(а):

Но что будет, если сжать пар, после того, как вся вода превратится в пар? сконденсируется ли пар?

да, сконденсируется

-- 25.01.2013, 16:45 --

kw_artem в сообщении #676092 писал(а):

давление насыщенного пара - справочная информация. приводится по принципу "температура-давление". но из формулы ясно, что давление насыщенного пара зависит еще и от концентрации . значит, одно и то же давление мб при разных температурах. какой тогда смысл в таблицах?

нет, с увеличением температуры давление насыщенного пара увеличивается, причем быстрее, чем по линейному закону

[kis]

kw_artem в сообщении #676092 писал(а):

давление насыщенного пара при данной температуре ниже, чем то давление, которое получится, если считать что испарится вся жидкость. Из того приведенного уравнения Клапейрона-Менделеева видно, что чем больше количество испарившейся жидкости, тем больше давление водяного пара. Поэтому, рано или поздно наступит момент, когда давление пара сравняется с давление насыщенного пара при той же температуре, наступит динамическое равновесие, и жидкость прекратит испаряться.

а, вроде понял. вода постепенно испаряется и пар насыщается. но могло бы быть и так, что воды недостаточно для того, чтобы газ успел стать насыщенным. т.е. вся вода испарится до того, как пар станет насыщенным. но в нашем случае такого не произойдет.

[kw_artem]

да,не произойдет, иначе бы вышло, что давление пара больше насыщенного.

Цитата:

Если предположить, что вся вода испарилась и к парам применимо уравнение Клайперона Клапейрона-Менделеева, то парциальное давление водяного пара равно $p_1=\fraq {mRT} {MV} = 0.13$МПа.
Как известно, давление насыщенного пара при $t = 100C$ равно нормальному атмосферному давлению $p_0=0.10$МПа

[kis]

kw_artem в сообщении #676092 писал(а):

нет, с увеличением температуры давление насыщенного пара увеличивается, причем быстрее, чем по линейному закону

аа, да. плотность пара увеличивается же. но если под паром не будет воды, то по идеи давление должно возрастать пропорционально температуре

[kw_artem]

kis в сообщении #676121 писал(а):

но если под паром не будет воды, то по идеи давление должно возрастать пропорционально температуре

конечно, $p=nkT$, $n=\operatorname{const}$

[kis]

огромное спасибо вам!