Задача: Уравнение Менделеева - Клапейрона и газовые законы, Первое начало термодинамики и теплоёмкость, Термодинамика и механика

В атмосфере с давлением \(p_{0}=10^{5}\) Па расположен вертикальный цилиндрический сосуд сечения \(S=0,01 \text{ м}^{2}\) и высоты \(2 H\) \((H=1 \text{ м})\) . Вдоль стенок сосуда может перемещаться без трения герметичный поршень. Стенки сосуда и поршень не проводят тепло. Изначально поршень покоится на небольших опоpax, расположенных на высоте \(H\) над дном сосуда. Из-под поршня выкачивают весь воздух и помещают туда некоторое количество жидкости. После установления термодинамического равновесия температура содержимого сосуда оказалась равна \(T_{0}=350 \mathrm{~K}\) . Затем включают нагреватель, и через дно сосуда содержимое под поршнем медленно нагревается. В процессе нагрева измеряют температуру и давление под поршнем. Когда низ поршня достигает отметки \(2 H\) нагрев прекращают. График полученной зависимости от начала нагрева и до его окончания представлен на рисунке 6. Рис. 6 Удельная теплота парообразования жидкости при температуре \(1,1 T_{0}\) равна \(L=2,2\) МДж/кг. Молярная масса жидкости \(\mu=18\) г/моль, универсальная газовая постоянная \(R=8,31\) Дж/(моль \(\cdot \mathrm{K}\) ), ускорение свободного падения \(g=9,8\) м \(/ \mathrm{c}^{2}\) . Пар жидкости можно считать идеальным многоатомным газом. объём жидкости много меньше \(S H\) . Определите: 1) массу \(M\) поршня; 2) массу \(m_{0}\) содержимого под поршнем (суммарно во всех агрегатных состояниях); 3) количество теплоты \(Q\) , подведенной к сосуду начиная с момента отрыва поршня от опор и до момента окончания нагрева.