Номер 261, страница 54 - гдз по физике 10 класс сборник задач Дорофейчик, Белая

261. В цилиндре под поршнем находится только насыщенный пар ацетона. Поясните, будет ли изменяться давление пара, если его изотермически:

а) сжимать;

б) расширять.

Давление насыщенного пара — это давление, при котором жидкость и её пар находятся в состоянии динамического равновесия. Это давление зависит только от температуры и не зависит от объёма, пока обе фазы (жидкость и пар) сосуществуют. В данной задаче процесс изотермический, то есть температура пара поддерживается постоянной ($T = \text{const}$).

а) сжимать;
При изотермическом сжатии (уменьшении объёма) насыщенного пара его плотность стремится увеличиться. Это нарушает равновесие, и начинается процесс конденсации — часть пара превращается в жидкость. В результате в системе появляются обе фазы. Пока в цилиндре есть пар, его давление будет оставаться равным давлению насыщенного пара при данной постоянной температуре. Таким образом, давление меняться не будет.
Ответ: Давление пара изменяться не будет.

б) расширять.
Согласно условию, в начальный момент в цилиндре находится только насыщенный пар, то есть жидкая фаза отсутствует. При изотермическом расширении (увеличении объёма) плотность пара уменьшается. Так как нет жидкости, которая могла бы испариться для восполнения плотности до значения, соответствующего насыщению, пар становится ненасыщенным. Поведение ненасыщенного пара при постоянной температуре хорошо описывается законом Бойля–Мариотта ($p V = \text{const}$). Следовательно, при увеличении объёма давление пара будет уменьшаться.
Ответ: Давление пара будет уменьшаться.