Номер 42.2, страница 159 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 42. Испарение и конденсация. Кипение. Глава 6. Тепловые явления - номер 42.2, страница 159.

42.2 [1097] В один стакан налили эфир при температуре 20 °C, в другой — воду при той же температуре. В стаканы опустили термометры. Какой из них будет показывать более низкую температуру?

Дано:

$t_{эфира} = 20 \text{ °C}$
$t_{воды} = 20 \text{ °C}$

Перевод в СИ:
$T_{эфира} = 20 + 273.15 = 293.15 \text{ К}$
$T_{воды} = 20 + 273.15 = 293.15 \text{ К}$

Найти:

Какой из термометров будет показывать более низкую температуру?

Решение:

И вода, и эфир, находясь в открытых стаканах, будут испаряться с поверхности. Испарение — это процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в газообразное. Для этого процесса необходима энергия, которая называется теплотой парообразования. Эту энергию жидкость отбирает у самой себя и у тел, с которыми она контактирует, в данном случае — у термометра. Вследствие отбора тепла температура жидкости и термометра понижается.

Скорость испарения зависит от рода жидкости. Эфир является значительно более летучей жидкостью, чем вода. Это означает, что при одинаковых условиях эфир испаряется гораздо интенсивнее. Температура кипения эфира (около $34.6 \text{ °C}$) намного ниже температуры кипения воды ($100 \text{ °C}$), что подтверждает его высокую летучесть.

Поскольку эфир испаряется интенсивнее, он отбирает теплоту у самого себя и у термометра с большей скоростью. Это приводит к более значительному охлаждению по сравнению с водой. Таким образом, температура эфира и опущенного в него термометра станет ниже, чем температура воды и соответствующего термометра.

Ответ: более низкую температуру будет показывать термометр, опущенный в стакан с эфиром.