Номер 42.11, страница 159 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 42. Испарение и конденсация. Кипение. Глава 6. Тепловые явления - номер 42.11, страница 159.

42.11 [н] Почему вода меньше выкипает из кастрюли, накрытой крышкой, чем из кастрюли без крышки?

42.11 [н]

Решение

Этот эффект объясняется разницей в процессах парообразования и конденсации в открытой и закрытой системах.

В кастрюле без крышки вода при нагревании испаряется, а при кипении этот процесс становится очень интенсивным. Образующийся водяной пар свободно уходит из кастрюли в окружающую среду. Поскольку пар постоянно покидает систему, для поддержания кипения и восполнения ушедших молекул требуется непрерывный переход новых молекул воды в газообразное состояние. Это приводит к быстрому уменьшению количества воды в кастрюле.

В кастрюле, накрытой крышкой, ситуация иная. Образующийся водяной пар скапливается в замкнутом пространстве под крышкой. Его концентрация и давление растут. Одновременно с процессом испарения (переход молекул из жидкости в пар) происходит и обратный процесс — конденсация: молекулы пара, сталкиваясь с относительно холодной поверхностью крышки и с поверхностью воды, возвращаются в жидкое состояние.

Довольно быстро над поверхностью воды устанавливается динамическое равновесие, при котором скорость испарения становится равной скорости конденсации. Пар в этом состоянии называется насыщенным. Хотя часть пара может уходить через неплотности между крышкой и кастрюлей, основная его масса конденсируется на крышке и стенках, стекая обратно в кастрюлю. Таким образом, крышка препятствует массовому уходу пара, и вода выкипает значительно медленнее.

Ответ: В кастрюле, накрытой крышкой, водяной пар не уходит в окружающее пространство, а накапливается под крышкой. Он конденсируется на ее внутренней, более холодной поверхности и стекает обратно в кастрюлю. В результате устанавливается динамическое равновесие между процессами испарения и конденсации, что значительно замедляет уменьшение количества воды.