Номер 2, страница 223 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 6. Взаимные превращения жидкостей и газов. Параграф 6.6. Теплота парообразования - номер 2, страница 223.

Условие.

2. Чему равна удельная теплота парообразования при критической температуре? Ответ аргументируйте.

Решение.

Решение

Удельная теплота парообразования при критической температуре равна нулю.

Аргументация этого утверждения заключается в следующем. Критическая температура ($T_к$) — это температура, при которой и выше которой газ не может быть превращен в жидкость ни при каком увеличении давления. В критической точке, которая характеризуется критической температурой и критическим давлением, физические свойства жидкости и её насыщенного пара становятся абсолютно одинаковыми.

Удельная теплота парообразования ($\text{L}$) определяется как количество энергии, необходимое для перевода единицы массы вещества из жидкого состояния в газообразное при постоянной температуре. Эта энергия расходуется, во-первых, на преодоление сил межмолекулярного притяжения, удерживающих частицы вместе в жидком состоянии, и, во-вторых, на работу расширения газа против внешнего давления.

Когда температура и давление вещества приближаются к своим критическим значениям, различие между свойствами жидкости и пара уменьшается. Плотность жидкости падает, а плотность насыщенного пара растет. В критической точке плотности обеих фаз выравниваются, и граница раздела между ними (мениск) исчезает. Жидкая и газообразная фазы становятся неразличимыми.

Поскольку в критической точке нет разницы между жидкостью и паром, то фазовый переход как таковой не происходит. Не требуется дополнительной энергии для превращения одной фазы в другую, так как они идентичны. Следовательно, удельная теплота парообразования, которая и является мерой этой энергии, становится равной нулю.

Ответ: Удельная теплота парообразования при критической температуре равна нулю. Это связано с тем, что в критической точке исчезает физическое различие между жидкой и газообразной фазами вещества, и, следовательно, фазовый переход не требует затрат энергии.