Номер 2, страница 237 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 6. Взаимные превращения жидкостей и газов. Параграф 6.9. Примеры решения задач. Упражнение 5 - номер 2, страница 237.

Условие.

2. В колбе кипятят воду. Затем колбу снимают с огня и закупоривают резиновой пробкой. Если теперь охладить колбу, облив её холодной водой, то вода в колбе закипает. Почему?

Решение.

Решение

Это явление объясняется прямой зависимостью температуры кипения жидкости от давления над её поверхностью.

1. Процесс кипения начинается, когда давление насыщенного пара жидкости становится равным внешнему давлению. При обычном атмосферном давлении вода кипит при температуре 100 °C.

2. Когда колбу с кипящей водой снимают с огня и закупоривают пробкой, пространство над водой оказывается заполненным горячим водяным паром. Давление внутри колбы в этот момент приблизительно равно внешнему атмосферному давлению.

3. Когда стенки колбы охлаждают холодной водой, находящийся внутри водяной пар также охлаждается и начинает интенсивно конденсироваться, то есть превращаться обратно в жидкость. Поскольку объем, занимаемый жидкостью, в сотни раз меньше объема, который занимал пар, давление внутри герметично закрытой колбы резко падает.

4. С понижением давления понижается и температура кипения воды. Вода в колбе, которая еще не успела остыть и имеет температуру, близкую к 100 °C, оказывается перегретой относительно новой, более низкой температуры кипения. В результате она снова бурно закипает.

Ответ: При охлаждении колбы водяной пар внутри нее конденсируется, что вызывает резкое падение давления. С понижением давления понижается и температура кипения воды. Так как вода в колбе еще остается горячей, ее температура оказывается выше новой, пониженной, температуры кипения, и она снова закипает.