Номер 9, страница 330 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Параграф 59. Испарение и конденсация. Глава 9. Агрегатные состояния вещества. Фазовые переходы. Молекулярная физика и термодинамика - номер 9, страница 330.

Условие.

9. Каким образом можно поддерживать постоянную температуру системы «жидкость – пар»: а) при испарении; б) при конденсации?

Решение.

а) при испарении

Испарение представляет собой фазовый переход вещества из жидкого состояния в газообразное (пар). Этот процесс является эндотермическим, то есть он происходит с поглощением энергии. Молекулы жидкости, обладающие наибольшей кинетической энергией, преодолевают силы межмолекулярного притяжения и покидают поверхность жидкости. В результате средняя кинетическая энергия оставшихся в жидкости молекул уменьшается, что приводит к охлаждению жидкости. Для того чтобы температура системы «жидкость – пар» оставалась постоянной в процессе испарения, необходимо компенсировать эти потери энергии. Это достигается путем непрерывного подвода к системе тепла извне. Количество подводимой теплоты ($Q$) должно быть равно энергии, затраченной на парообразование: $Q = L \cdot m$, где $L$ – удельная теплота парообразования, а $m$ – масса испарившейся жидкости.

Ответ: Для поддержания постоянной температуры при испарении необходимо непрерывно подводить к системе теплоту.

б) при конденсации

Конденсация – это процесс, обратный испарению, то есть фазовый переход вещества из газообразного состояния в жидкое. Этот процесс является экзотермическим, то есть он сопровождается выделением энергии. Когда молекулы пара переходят в жидкое состояние, они сближаются, и силы межмолекулярного притяжения совершают работу, в результате чего выделяется энергия, равная по величине удельной теплоте парообразования. Это выделение тепла приводит к нагреву системы. Чтобы температура системы «жидкость – пар» оставалась постоянной в процессе конденсации, необходимо непрерывно отводить от нее выделяющуюся энергию. Количество отводимой теплоты ($Q$) должно быть равно количеству теплоты, выделившейся при конденсации: $Q = L \cdot m$, где $m$ – масса сконденсировавшегося пара.

Ответ: Для поддержания постоянной температуры при конденсации необходимо непрерывно отводить от системы выделяющуюся теплоту.