Номер 833, страница 91 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Тепловые явления. 34. Агрегатные состояния вещества. Плавление и отвердевание кристаллических тел. График плавления и отвердевания кристаллических тел. Удельная теплота плавления - номер 833, страница 91.

Решение.

Это явление объясняется различиями в тепловых свойствах воды и металла, а также процессом фазового перехода (кипения).

Чайник с водой

Когда чайник, наполненный водой, ставят на огонь, подводимое тепло поглощается водой. Вода обладает очень высокой удельной теплоёмкостью ($c_{воды} \approx 4200 \, \frac{Дж}{кг \cdot °C}$). Это означает, что для повышения её температуры требуется большое количество энергии. Температура воды и чайника будет повышаться до тех пор, пока не достигнет точки кипения, которая при нормальном атмосферном давлении составляет $100 \, °C$.

Как только вода закипает, вся дальнейшая подводимая энергия идёт не на увеличение температуры, а на процесс парообразования (превращение воды в пар). Пока в чайнике остаётся жидкая вода, его температура не может подняться выше температуры кипения ($100 \, °C$). Эта температура слишком низка для того, чтобы металл, из которого сделан чайник, начал светиться.

Пустой чайник

Если на огонь поставить пустой чайник, то вся энергия от огня поглощается непосредственно металлом чайника. Удельная теплоёмкость металлов (например, стали, $c_{стали} \approx 450 \, \frac{Дж}{кг \cdot °C}$) значительно ниже, чем у воды. Из-за этого температура металла быстро возрастает. Поскольку нет воды, которая забирала бы энергию на испарение, температура продолжает расти, достигая нескольких сотен градусов. При таких высоких температурах (обычно выше $500-600 \, °C$) металл начинает испускать видимое свечение — раскаляется докрасна.

Ответ: В чайнике с водой вся подводимая энергия после достижения $100 \, °C$ расходуется на процесс кипения (парообразование), и температура чайника не превышает эту отметку. В пустом чайнике вся энергия идет на нагрев самого металла, удельная теплоёмкость которого мала, что приводит к быстрому росту температуры до значений, при которых он начинает светиться.