В вертикальном цилиндре, закрытом легким поршнем, находится ацетон при температуре кипения t = 56 °C. В результате сообщения ацетону некоторого количества теплоты часть его превращается в пар, который при изобарном расширении совершает работу, поднимая поршень. Удельная теплота парообразования ацетона $ L = 524 · 10^3 Дж/кг$, а его молярная масса . Какая часть подводимого к ацетону количества теплоты превращается в работу? Объемом жидкого ацетона и трением между поршнем и цилиндром пренебречь.
Решение:
Состояние идеального газа описывается уравнение Менделеева — Клапейрона . При кипении масса пара увеличивается, температура пара равна температуре кипения и остается постоянной пока весь ацетон не выкипит, давление по условию также постоянно. Значит, выполняется соотношение .
При передаче газу теплоты испаряется ацетона. Найдем работу, которую совершает пар:
Таким образом, в работу превращается подводимой к ацетону энергии.
Ответ: .