Что произойдёт с объёмом пара, если на поршень поставить груз массой $m_г = 120$ г?

Для начала разберемся с состоянием системы. Так как вода и пар находятся в равновесии, давление пара $p$ равно давлению насыщенного пара при данной температуре. Это давление определяется только температурой. 1. Давление пара в исходном состоянии: Поршень невесомый, значит, давление внутри равно атмосферному: $p_1 = p_a = 10^5$ Па. 2. Что будет, если положить груз? Если мы поставим на поршень груз, давление внутри сосуда увеличится и станет равным $p_2 = p_a + \frac{m_г g}{S}$, где $S$ — площадь поршня. Так как температура системы остается постоянной, давление насыщенного пара должно остаться прежним, чтобы сохранилось равновесие фаз. Но давление внутри сосуда стало выше. Это означает, что равновесие фаз нарушится: часть пара сконденсируется, чтобы повысить давление, но так как система обязана вернуться к состоянию насыщения при той же температуре, в новой системе давление должно быть равно $p_2$. Однако, по условию задачи, температура постоянна, а давление насыщенного пара зависит только от температуры. В реальности происходит следующее: при увеличении внешнего давления насыщенный пар не может существовать при давлении выше $p_{нас}(T)$. Поэтому весь пар сконденсируется в воду, если объем уменьшится настолько, что пар перестанет быть насыщенным, либо система перейдет в состояние с меньшим объемом пара. Поскольку давление в сосуде стало выше ($p_2 > p_1$), объем пара согласно уравнению Менделеева-Клапейрона $V = \frac{\nu R T}{p}$ при постоянной температуре уменьшится (так как $p$ увеличилось, а часть массы пара перейдет в жидкую фазу, так как при новом давлении пар не может существовать в том же объеме). Таким образом, объем пара уменьшится. **Ответ:** Уменьшится, но останется ненулевым (при условии, что масса пара достаточно велика, чтобы не сконденсироваться полностью сразу).