Номер 4, страница 89, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 2. Изменения агрегатного состояния вещества. Параграф 22. Кипение. Вопросы и задания - номер 4, страница 89.

Условие.

4. Можно ли в запаянном сосуде кипятить воду? Объясните свой ответ.

Решение.

Нет, кипятить воду в запаянном (герметичном) сосуде нельзя. Это крайне опасно и с высокой вероятностью приведет к взрыву сосуда.

Объяснение этого явления связано с физическими свойствами воды при переходе из жидкого состояния в газообразное.

1. Процесс кипения. Кипение — это интенсивный процесс парообразования, который происходит по всему объему жидкости при достижении определенной температуры (температуры кипения). При этом вода превращается в водяной пар.

2. Изменение объема. Самое важное свойство этого процесса — огромное увеличение объема. При нормальном атмосферном давлении из 1 миллилитра воды образуется примерно 1,7 литра пара. Объем увеличивается в 1700 раз.

3. Поведение в замкнутом объеме. В запаянном сосуде объем является постоянной величиной. Когда вода начинает кипеть, образующийся пар не может покинуть сосуд. Накопление пара в ограниченном пространстве приводит к резкому и очень сильному росту давления на стенки сосуда.

4. Зависимость температуры кипения от давления. Температура кипения жидкости зависит от давления над ее поверхностью. С ростом давления растет и температура кипения. В запаянном сосуде по мере нагрева и образования пара давление растет, что, в свою очередь, повышает температуру кипения оставшейся воды. Для продолжения кипения потребуется еще больший нагрев, что вызовет еще больший рост давления. Возникает самоусиливающийся процесс.

5. Результат. В итоге давление внутри сосуда достигнет такого значения, которое материал стенок не сможет выдержать, и произойдет мощный взрыв. Подобный принцип используется в паровых машинах и котлах, но они оборудованы специальными предохранительными клапанами для сброса избыточного давления, чего нет в простом запаянном сосуде.

Ответ: Нет, кипятить воду в запаянном сосуде нельзя. При кипении вода превращается в пар, занимающий гораздо больший объем, что создает в замкнутом сосуде огромное давление, способное его разрушить (вызвать взрыв).