Номер 7.57, страница 42 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 7. Испарение, конденсация, кипение - номер 7.57, страница 42.

Условие.

7.57. Почему при кипении жидкость превращается в пар гораздо быстрее, чем при испарении?

Решение.

Процессы испарения и кипения, хотя оба представляют собой переход жидкости в пар (парообразование), имеют существенные различия, которые и определяют разную скорость этого перехода.

Испарение — это процесс парообразования, который происходит со свободной поверхности жидкости. Этот процесс может происходить при любой температуре. Молекулы жидкости находятся в непрерывном хаотическом движении. Те из них, которые находятся у поверхности и обладают достаточной кинетической энергией, чтобы преодолеть силы межмолекулярного притяжения, вылетают из жидкости. Таким образом, испарение — это явление, ограниченное площадью поверхности жидкости. Скорость испарения зависит от температуры, площади поверхности, скорости ветра над поверхностью и влажности окружающего воздуха, но в целом это относительно медленный процесс.

Кипение — это интенсивный процесс парообразования, который происходит не только с поверхности, но и по всему объему жидкости. Кипение начинается при достижении определённой температуры (температуры кипения), при которой давление насыщенного пара жидкости становится равным внешнему давлению (атмосферному давлению плюс гидростатическое давление столба жидкости).

При кипении внутри жидкости образуются и растут пузырьки пара. Эти пузырьки являются центрами парообразования. Поверхность, с которой происходит испарение, теперь не только свободная поверхность жидкости, но и поверхность всех этих многочисленных пузырьков. Общая площадь поверхности парообразования при кипении становится огромной, многократно превышая площадь свободной поверхности жидкости.

Именно это резкое увеличение общей площади поверхности, с которой происходит переход молекул из жидкого состояния в газообразное, и является главной причиной того, что при кипении жидкость превращается в пар гораздо быстрее, чем при испарении.

Ответ: При кипении парообразование происходит не только со свободной поверхности жидкости, как при испарении, но и по всему её объему за счет образования и роста пузырьков пара. Это приводит к огромному увеличению общей площади поверхности, с которой жидкость переходит в пар, и, как следствие, к значительно более высокой скорости парообразования.