Номер 878, страница 95 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Тепловые явления. 35. Испарение. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение её при конденсации пара. Кипение. Удельная теплота парообразования и конденсации - номер 878, страница 95.

Решение.

Дано:

Масса воды, $m = 1 \text{ кг}$

Начальная температура воды для нагрева, $t_1 = 0 \text{ °С}$

Конечная температура воды для нагрева, $t_2 = 100 \text{ °С}$

Температура испарения, $t_{\text{исп}} = 100 \text{ °С}$

Удельная теплоемкость воды, $c = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°С}}$

Удельная теплота парообразования воды, $L = 2,3 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$

Найти:

Сравнить количество теплоты для нагрева ($Q_{\text{нагрев}}$) и для испарения ($Q_{\text{испарение}}$).

Найти разницу $\Delta Q = |Q_{\text{испарение}} - Q_{\text{нагрев}}|$.

Решение:

Для решения задачи необходимо рассчитать количество теплоты для двух процессов: нагрева воды и ее испарения, а затем сравнить полученные результаты.

1. Найдем количество теплоты ($Q_{\text{нагрев}}$), необходимое для нагрева 1 кг воды от 0 °С до 100 °С. Для этого используем формулу количества теплоты при нагревании:

$Q_{\text{нагрев}} = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$

Подставим известные значения:

$Q_{\text{нагрев}} = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°С}} \cdot 1 \text{ кг} \cdot (100 \text{ °С} - 0 \text{ °С}) = 4200 \cdot 100 \text{ Дж} = 420000 \text{ Дж} = 420 \text{ кДж}$

2. Найдем количество теплоты ($Q_{\text{испарение}}$), необходимое для испарения 1 кг воды при температуре кипения (100 °С). Для этого используем формулу количества теплоты при парообразовании:

$Q_{\text{испарение}} = L \cdot m$

Подставим известные значения:

$Q_{\text{испарение}} = 2,3 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 1 \text{ кг} = 2300000 \text{ Дж} = 2300 \text{ кДж}$

3. Сравним полученные значения $Q_{\text{нагрев}}$ и $Q_{\text{испарение}}$:

$Q_{\text{нагрев}} = 420 \text{ кДж}$

$Q_{\text{испарение}} = 2300 \text{ кДж}$

Поскольку $2300 \text{ кДж} > 420 \text{ кДж}$, то $Q_{\text{испарение}} > Q_{\text{нагрев}}$. Следовательно, для испарения воды требуется большее количество теплоты.

4. Найдем, на сколько больше теплоты требуется для испарения, чем для нагрева. Для этого вычислим разницу $\Delta Q$:

$\Delta Q = Q_{\text{испарение}} - Q_{\text{нагрев}} = 2300000 \text{ Дж} - 420000 \text{ Дж} = 1880000 \text{ Дж} = 1880 \text{ кДж}$

Ответ: для испарения 1 кг воды при температуре 100 °С требуется большее количество теплоты, чем для нагрева 1 кг воды от 0 °С до 100 °С. Испарение требует на 1 880 000 Дж (или 1880 кДж) больше теплоты.