Номер 4, страница 70, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава II. Тепловые явления. Параграф 8. Парообразование и конденсация - номер 4, страница 70.

Условие.

4. Прочитайте следующий текст и выполните задания к нему.

Парообразование, происходящее с поверхности жидкости, называют испарением. Например, вследствие испарения высыхают лужи, образовавшиеся во время дождя.

Почему же молекулы вылетают из жидкости в процессе испарения?

Дело в том, что температура вещества определяется средней скоростью хаотического движения молекул. При любой температуре в жидкости есть молекулы, скорость которых значительно превышает среднюю скорость молекул. И когда эти «быстрые» молекулы оказываются вблизи поверхности жидкости, они могут вырваться из жидкости, преодолев притяжение соседних молекул.

Чем выше температура жидкости, тем больше таких молекул, поэтому

при повышении температуры скорость испарения жидкости увеличивается, а при понижении температуры скорость испарения уменьшается.

Поскольку некоторая доля достаточно быстрых молекул есть в жидкости при любой температуре,

испарение жидкости происходит при любой температуре.

Выйдя после купания из реки, озера или моря, мы ощущаем прохладу. Это свидетельствует о том, что

вследствие испарения жидкость охлаждается.

Скорость испарения разных жидкостей при одной и той же температуре различна. Например, вода испаряется намного быстрее, чем растительное масло, но намного медленнее, чем бензин.

а) Почему для того, чтобы влажная ткань скорее высохла, её кладут на горячую батарею отопления или гладят горячим утюгом?

б) Почему вследствие испарения жидкость охлаждается?

в) Почему испарение воды из открытого стакана с водой продолжается в течение нескольких дней и даже недель, а мокрый пол высыхает за несколько минут?

г) Почему влажное бельё развешивают для просушки?

д) Почему чай остывает быстрее, если его перелить из чашки в блюдце?

bКакой вывод о сравнении потенциальной энергии взаимодействия молекул воды, бензина и растительного масла можно сделать из данного текста?

Решение.

а) Для того чтобы влажная ткань высохла, вода, содержащаяся в ней, должна испариться. В тексте указано, что "при повышении температуры скорость испарения жидкости увеличивается". Когда влажную ткань кладут на горячую батарею или гладят горячим утюгом, температура воды в ткани повышается. Это приводит к увеличению средней скорости движения молекул воды, и большее их число получает достаточную кинетическую энергию для преодоления сил притяжения и перехода в газообразное состояние. Таким образом, процесс испарения ускоряется, и ткань высыхает быстрее.

Ответ: Нагревание ткани с помощью батареи или утюга увеличивает температуру воды в ней, что, согласно тексту, увеличивает скорость испарения.

б) В тексте объясняется, что температуру вещества определяет средняя скорость движения его молекул. В процессе испарения с поверхности жидкости улетают наиболее "быстрые" молекулы, то есть те, чья кинетическая энергия значительно превышает среднюю. Когда эти самые энергичные молекулы покидают жидкость, средняя кинетическая энергия оставшихся молекул уменьшается. Это и приводит к понижению температуры жидкости, то есть к её охлаждению.

Ответ: Жидкость охлаждается, потому что в процессе испарения её покидают самые быстрые молекулы, что ведёт к уменьшению средней кинетической энергии оставшихся молекул, а следовательно, и к понижению температуры.

в) Скорость испарения зависит не только от температуры и рода жидкости, но и от площади её свободной поверхности. У воды в стакане площадь поверхности, с которой происходит испарение, мала. У воды, разлитой на полу, площадь поверхности испарения значительно больше. Поскольку испарение происходит с поверхности, то при большей площади за одно и то же время жидкость покидает большее количество молекул. Поэтому мокрый пол высыхает гораздо быстрее, чем испаряется вода из стакана.

Ответ: Мокрый пол имеет гораздо большую площадь поверхности испарения по сравнению с водой в стакане, поэтому испарение с пола происходит значительно быстрее.

г) Развешивание влажного белья преследует ту же цель, что и в предыдущем вопросе – увеличение площади поверхности испарения. Когда бельё скомкано, испарение происходит только с внешних слоев. Когда его развешивают, практически вся поверхность ткани контактирует с воздухом. Это значительно увеличивает общую площадь, с которой может испаряться вода, и, как следствие, ускоряет процесс высыхания. Также развешивание способствует лучшей циркуляции воздуха, что уносит испарившиеся молекулы воды и дополнительно ускоряет процесс.

Ответ: Бельё развешивают для того, чтобы максимально увеличить площадь его поверхности, с которой происходит испарение, что ускоряет высыхание.

д) Когда чай переливают из чашки в блюдце, значительно увеличивается площадь его свободной поверхности. Как было сказано ранее, увеличение площади поверхности ведёт к увеличению скорости испарения. Согласно тексту, испарение – это процесс, который охлаждает жидкость, так как её покидают самые энергичные молекулы. Ускоряя испарение, мы ускоряем и процесс охлаждения чая.

Ответ: При переливании чая в блюдце увеличивается площадь его поверхности, что ускоряет испарение, а интенсивное испарение приводит к более быстрому охлаждению жидкости.

е) В тексте говорится, что при одинаковой температуре бензин испаряется быстрее воды, а вода – быстрее растительного масла. Испарение – это процесс преодоления молекулами сил межмолекулярного притяжения. Чем слабее эти силы, тем легче молекулам вырваться с поверхности жидкости, и тем быстрее происходит испарение. Потенциальная энергия взаимодействия как раз и характеризует силы притяжения между молекулами: чем они сильнее, тем больше (по модулю) отрицательная потенциальная энергия. Таким образом, можно сделать вывод, что силы притяжения (и, соответственно, модуль потенциальной энергии взаимодействия) между молекулами бензина самые слабые, у молекул воды они сильнее, а у молекул растительного масла – самые сильные из трёх перечисленных жидкостей.

Ответ: Из текста следует, что силы межмолекулярного взаимодействия (и модуль потенциальной энергии) наименьшие у бензина, больше у воды и наибольшие у растительного масла.