Номер 3, страница 206 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 6. Взаимные превращения жидкостей и газов. Параграф 6.1. Испарение жидкостей - номер 3, страница 206.

Условие.

3. °В комнате находится открытый стакан с водой. Понижается ли со временем температура воды в стакане?

Решение.

Решение

Да, температура воды в открытом стакане, находящемся в комнате, со временем будет понижаться. Это явление объясняется процессом испарения.

Испарение — это процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное, который происходит с его свободной поверхности. Молекулы в жидкости находятся в непрерывном хаотическом движении и обладают разной кинетической энергией. С поверхности жидкости улетают те молекулы, чья кинетическая энергия оказывается достаточной для преодоления сил межмолекулярного притяжения. Это, как правило, самые "быстрые", то есть наиболее энергичные молекулы.

Поскольку жидкость покидают молекулы с наибольшей энергией, средняя кинетическая энергия оставшихся в стакане молекул уменьшается. Температура вещества является мерой средней кинетической энергии его молекул. Следовательно, уменьшение средней кинетической энергии приводит к понижению температуры воды. Вода в стакане охлаждается.

Этот процесс охлаждения будет продолжаться до тех пор, пока не установится тепловое равновесие: скорость охлаждения воды за счёт испарения не станет равна скорости её нагревания за счёт теплообмена с окружающим воздухом и стенками стакана. В результате температура воды установится на уровне немного ниже температуры воздуха в комнате.

Ответ: Да, температура воды в стакане понижается, так как процесс испарения сопровождается уходом с поверхности наиболее быстрых (энергичных) молекул, что ведёт к уменьшению средней кинетической энергии оставшихся молекул и, следовательно, к охлаждению воды.