В сосуде под поршнем находится 18 г водяного пара при давлении 60 кПа и температуре 100 градусов. Какая масса пара сконденсируется при изотермическом уменьшении объема в 5 раз? Объемом сконденсированной воды по сравнению с объемом сосуда пренебречь

При уменьшении объема при изотермическом процессе (при постоянной температуре) процесс идет следующим образом. От точки 1 до точки 2 на рисунке при уменьшении объема происходит рост давления так, что произведение PV остается постоянным.  Точка 2 соответствует достижению давления насыщения водяных паров при заданной в условии температуре. При дальнейшем уменьшении объема давление остается постоянным, по мере уменьшения объема увеличивается масса сконденсировавшегося пара.

  

Давление насыщенных паров зависит от температуры. Таблицы такой зависимости приводятся в литературе. Воспользуемся одной из них.

t, °С	pо, Па	t, °С	pо, Па	t, °С	pо, Па
-5	400	8	1070	40	7335
0	609	9	1145	50	12 302
1	656	10	1225	60	19 817
2	704	12	1396	70	31 122
3	757	14	1596	80	47 215
4	811	16	1809	90	69 958
5	870	20	2328	100	101080
6	932	25	3165	150	486 240
7	1025	30	4229	200	1 549 890

При 100 градусах Цельсия давление насыщенных паров составляет 101080 Па. 

 А согласно условию исходное давление составляет 60000 Па .  В исходных условиях пар не насыщенный и для участка процесса  1-2  справедлив закон Менделеева-Клапейрона в виде:

\[P_1V_1=\frac{m_1RT}{M}\]  где M - молярная масса воды (гуглите и найдете, если не ошибаюсь = 0,018 кг/моль)

Откуда выразим V1:

\[V_1=\frac{m_1RT}{MP_1}\]

\[V_2=\frac{m_1RT}{MP_0}\]

\[V_3=\frac{V_1}{5}\]

Для участка 2-3 процесса справедливо равенство в виде:

\[P_0(V_2-V_3)=\frac{m_2RT}{M}\]  где m2 - масса сконденсированного пара

\[m_2=\frac{MP_0(V_2-V_3)}{RT}=\frac{MP_0(\frac{m_1RT}{MP_0}-\frac{m_1RT}{5MP_1})}{RT}\]

\[m_2=P_0m_1(\frac{1}{P_0}-\frac{1}{5P_1})\]

 \[m_2=101080*0,018(\frac{1}{101080}-\frac{1}{5*60000})\approx0,012\;кг\]