Решение: Процесс с водяным паром
В цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится водяной пар и капля воды. С паром в сосуде при постоянной температуре провели процесс $a \to b \to c$. На $pV$-диаграмме точки имеют координаты: $a(V_0, 2p_0)$, $b(V_0, 2p_0)$, $c(2V_0, p_0)$.
Решение по шагам
5 шаговНа участке $a \to b$ температура и давление постоянны, а объём увеличивается. Газ совершает положительную работу: $A > 0$.
Температура постоянна, поэтому внутренняя энергия пара при постоянной массе не изменяется. Для поддержания постоянной температуры при совершении работы к системе подводится положительное количество теплоты: $Q > 0$.
Увеличение объёма на участке $a \to b$ при наличии капли воды происходит за счёт испарения части жидкости. Масса и внутренняя энергия капли уменьшаются.
На участке $b \to c$ давление уменьшается, а объём увеличивается при постоянной температуре. После окончания испарения масса пара остаётся постоянной, поэтому его внутренняя энергия не изменяется.
Следовательно, правильны утверждения 2 и 4.
Где здесь ошибаются
Считать, что при расширении внутренняя энергия пара обязательно уменьшается.
Не учитывать наличие капли воды и испарение жидкости на участке $a \to b$.
Считать пар в точке $c$ насыщенным, хотя после испарения капли он является ненасыщенным.