Номер 42.15, страница 159 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 42. Испарение и конденсация. Кипение. Глава 6. Тепловые явления - номер 42.15, страница 159.

42.15 [1106] На рисунке VI-19 показано, как со временем изменяется температура при нагревании и охлаждении воды. Какому состоянию воды соответствуют участки графика $AB$, $BC$, $CD$? Объясните, почему участок $BC$ параллелен оси времени.

$t,^{\circ}\text{C}$

$t, \text{мин}$

Рис. VI-19

Участок AB: На данном участке графика температура воды линейно возрастает с $20^\circ\text{С}$ до $100^\circ\text{С}$. Это соответствует процессу нагревания воды, которая находится в жидком агрегатном состоянии.

Ответ: Участок AB соответствует нагреванию воды.

Участок BC: На этом участке температура воды остается неизменной и равной $100^\circ\text{С}$. Это температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении. Постоянство температуры при продолжающемся процессе (время идет) указывает на фазовый переход — процесс кипения, во время которого жидкая вода превращается в пар.

Ответ: Участок BC соответствует кипению воды.

Участок CD: На этом участке температура воды линейно снижается с $100^\circ\text{С}$ до $60^\circ\text{С}$. Это означает, что вода отдает тепло в окружающую среду, то есть происходит процесс ее охлаждения.

Ответ: Участок CD соответствует охлаждению воды.

Объяснение, почему участок BC параллелен оси времени: Участок BC параллелен оси времени (оси абсцисс), так как он отображает процесс кипения. Кипение является фазовым переходом из жидкого состояния в газообразное и происходит при постоянной температуре, называемой температурой кипения. Вся энергия, сообщаемая воде в этот период, идет не на увеличение средней кинетической энергии ее молекул (что привело бы к росту температуры), а на разрыв межмолекулярных связей и превращение воды в пар. Так как температура остается постоянной ($t = \text{const}$), а время идет, график этой зависимости представляет собой горизонтальную линию, параллельную оси времени.

Ответ: Участок BC параллелен оси времени, потому что процесс кипения воды происходит при постоянной температуре ($100^\circ\text{С}$).