Номер 2, страница 92, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 2. Изменения агрегатного состояния вещества. Параграф 23. Удельная теплота парообразования. Вопросы и задания - номер 2, страница 92.

Условие.

2. Почему ожог горячим паром гораздо опаснее ожога водой той же температуры?

Решение.

Решение

Ожог горячим паром опаснее ожога водой той же температуры (например, 100 °C) из-за дополнительного количества теплоты, которое выделяется, когда пар превращается в воду. Этот процесс называется конденсацией.

Когда на кожу попадает горячая вода, она передает теплоту, просто остывая. Количество переданной теплоты ($Q_{воды}$) зависит от массы воды ($\text{m}$), ее удельной теплоемкости ($\text{c}$) и разности температур между водой и кожей ($\Delta t$):

$Q_{воды} = c \cdot m \cdot \Delta t$

Когда на кожу попадает пар, теплопередача происходит в два этапа:

1. Сначала пар конденсируется — превращается в воду той же температуры. Во время этого фазового перехода выделяется очень большое количество энергии, называемое теплотой парообразования. Это количество теплоты ($Q_{конд}$) рассчитывается по формуле:

$Q_{конд} = L \cdot m$

где $\text{L}$ — удельная теплота парообразования воды, которая имеет очень большое значение (примерно $2,3 \cdot 10^6$ Дж/кг).

2. Затем образовавшаяся из пара горячая вода начинает остывать, передавая коже дополнительную теплоту, как в первом случае ($Q_{остыв}$).

Таким образом, общее количество теплоты, которое кожа получает от пара ($Q_{пара}$), является суммой теплоты от конденсации и теплоты от остывания:

$Q_{пара} = Q_{конд} + Q_{остыв} = L \cdot m + c \cdot m \cdot \Delta t$

Из-за огромного значения удельной теплоты парообразования ($\text{L}$), количество энергии, выделяемое при конденсации пара, значительно превышает энергию, выделяемую при остывании такого же количества воды. Именно эта дополнительная энергия и вызывает гораздо более сильное и глубокое повреждение тканей.

Ответ: Ожог паром опаснее, потому что при контакте с кожей пар сначала конденсируется в воду, выделяя при этом большое количество скрытой теплоты парообразования, и только потом остывает как обычная горячая вода. В результате кожа получает значительно больше тепловой энергии от пара, чем от такого же количества воды при той же начальной температуре, что приводит к более тяжелому ожогу.