Номер 1, страница 223 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 6. Взаимные превращения жидкостей и газов. Параграф 6.6. Теплота парообразования - номер 1, страница 223.

Условие.

? 1. Почему удельная теплота парообразования зависит от температуры? Изобразите эту зависимость графически.

Решение.

Почему удельная теплота парообразования зависит от температуры?
Удельная теплота парообразования ($\text{L}$) — это количество теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества, находящегося в жидком состоянии, чтобы полностью превратить его в пар при постоянной температуре. Эта энергия расходуется на преодоление сил межмолекулярного притяжения и на совершение работы против внешнего давления при расширении вещества.

Зависимость удельной теплоты парообразования от температуры обусловлена тем, что с ростом температуры изменяются физические свойства жидкости. При повышении температуры:
1. Увеличивается средняя кинетическая энергия молекул жидкости.
2. Увеличивается среднее расстояние между молекулами, что приводит к ослаблению сил межмолекулярного притяжения.
3. Плотность жидкости уменьшается, и её свойства становятся всё более похожими на свойства насыщенного пара над ней.

Из-за этих факторов при более высокой температуре требуется меньше дополнительной энергии для полного разрыва межмолекулярных связей и превращения жидкости в пар.
При достижении критической температуры ($T_к$), физические различия между жидкостью и её паром полностью исчезают — их плотности, показатели преломления и другие свойства становятся одинаковыми. В этой критической точке переход из жидкого состояния в газообразное происходит без поглощения теплоты, поэтому удельная теплота парообразования становится равной нулю ($L=0$).

Изобразите эту зависимость графически.
График зависимости удельной теплоты парообразования ($\text{L}$) от температуры ($\text{T}$) представляет собой плавно убывающую кривую. Максимальное значение $\text{L}$ наблюдается при низких температурах (вблизи тройной точки), а при повышении температуры до критического значения ($T_к$) удельная теплота парообразования уменьшается до нуля.

Ответ: Удельная теплота парообразования зависит от температуры, потому что при увеличении температуры внутренняя энергия жидкости растет, а силы межмолекулярного взаимодействия ослабевают. В результате для перехода вещества из жидкого состояния в газообразное требуется меньше энергии. Эта зависимость является убывающей: с ростом температуры удельная теплота парообразования уменьшается и обращается в нуль при достижении критической температуры, что графически представляется в виде плавно спадающей кривой.