Номер 8, страница 90, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава II. Тепловые явления. Параграф 10. Кипение - номер 8, страница 90.

Условие.

8. На рисунке 10.7 изображены графики зависимости температуры двух равных масс разных жидкостей от переданного им количества теплоты. Самая правая точка каждого графика соответствует моменту, когда соответствующая жидкость полностью превратилась в пар. Определите, у какой жидкости:

а) удельная теплоёмкость больше;

б) температура кипения выше;

в) удельная теплота парообразования больше.

Рис. 10.7

Решение.

а) удельная теплоёмкость больше

Процесс нагревания жидкости на графике изображен наклонным участком. Количество теплоты $\text{Q}$, необходимое для нагревания тела, определяется формулой: $Q = c \cdot m \cdot \Delta t$, где $\text{c}$ – удельная теплоёмкость, $\text{m}$ – масса тела, а $\Delta t$ – изменение температуры. По условию задачи массы жидкостей равны ($m_1 = m_2 = m$).

Из формулы выразим удельную теплоёмкость: $c = \frac{Q}{m \cdot \Delta t}$.

Для сравнения удельных теплоёмкостей выберем на оси абсцисс (ось $\text{Q}$) одинаковое количество теплоты, например, равное двум клеткам ($Q_0$). За это время первая жидкость (график 1) нагрелась на $\Delta t_1 = 4$ клетки по оси температур, а вторая жидкость (график 2) нагрелась на $\Delta t_2 = 1$ клетку. Так как при одинаковых $\text{Q}$ и $\text{m}$ удельная теплоёмкость $\text{c}$ обратно пропорциональна изменению температуры $\Delta t$, а $\Delta t_1 > \Delta t_2$, то можно сделать вывод, что $c_1 < c_2$. Таким образом, удельная теплоёмкость второй жидкости больше.

Ответ: Удельная теплоёмкость больше у второй жидкости.

б) температура кипения выше

Процесс кипения на графике изображен горизонтальным участком, так как кипение происходит при постоянной температуре. Температура кипения – это значение на оси ординат (ось $\text{t}$), соответствующее этому горизонтальному участку.

Из графика видно, что для первой жидкости (график 1) этот участок находится на уровне 4 клеток по оси температур. Для второй жидкости (график 2) этот участок находится на уровне 2 клеток. Следовательно, температура кипения первой жидкости выше, чем у второй ($t_{кип1} > t_{кип2}$).

Ответ: Температура кипения выше у первой жидкости.

в) удельная теплота парообразования больше

Количество теплоты, необходимое для превращения жидкости в пар при температуре кипения, определяется формулой: $Q_{пар} = L \cdot m$, где $\text{L}$ – удельная теплота парообразования, а $\text{m}$ – масса жидкости. На графике этому количеству теплоты соответствует длина горизонтального участка вдоль оси $\text{Q}$.

Поскольку по условию массы жидкостей равны, удельная теплота парообразования $\text{L}$ будет больше у той жидкости, для испарения которой потребовалось большее количество теплоты $Q_{пар}$.

Определим длину горизонтальных участков по графику:

Для первой жидкости (график 1) процесс кипения начинается при $Q=2$ клетки и заканчивается при $Q=6$ клеток. Таким образом, $Q_{пар1} = 6 - 2 = 4$ клетки.

Для второй жидкости (график 2) процесс кипения начинается при $Q=4$ клетки и заканчивается при $Q=8$ клеток. Таким образом, $Q_{пар2} = 8 - 4 = 4$ клетки.

Так как $Q_{пар1} = Q_{пар2}$ и массы жидкостей равны, то их удельные теплоты парообразования также равны ($L_1 = L_2$).

Ответ: Удельные теплоты парообразования обеих жидкостей одинаковы.