Номер 7.64, страница 42 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 7. Испарение, конденсация, кипение - номер 7.64, страница 42.

Условие.

7.64. Не заглядывая в справочные таблицы, скажите: какая из жидкостей — вода, ртуть или эфир — кипит при самой низкой температуре? при самой высокой? На основании чего вы сделали такой вывод?

Решение.

Какая из жидкостей — вода, ртуть или эфир — кипит при самой низкой температуре?

При самой низкой температуре кипит эфир. Это можно заключить из его общеизвестного свойства — высокой летучести. Быстрое испарение при комнатной температуре свидетельствует о слабых силах притяжения между молекулами. Для того чтобы жидкость закипела, её молекулам необходимо сообщить энергию, достаточную для преодоления этих сил. Поскольку силы взаимодействия в эфире слабые, для кипения требуется небольшое количество энергии, что соответствует низкой температуре.

Ответ: эфир.

При самой высокой?

При самой высокой температуре кипит ртуть. Ртуть — это жидкий металл. Атомы в металлах связаны очень прочными металлическими связями, которые значительно сильнее межмолекулярных сил в воде или эфире. Чтобы разорвать эти связи и превратить жидкий металл в газ (пары ртути), требуется очень большое количество энергии, а следовательно, и очень высокая температура.

Ответ: ртуть.

На основании чего вы сделали такой вывод?

Вывод основан на физическом принципе, согласно которому температура кипения вещества напрямую зависит от силы взаимодействия между его частицами (атомами или молекулами). Чем сильнее эти частицы притягиваются друг к другу, тем больше энергии требуется для их разделения и перехода в газообразное состояние, и, соответственно, тем выше температура кипения.

Сравнивая три жидкости, получаем следующую картину:
1. В эфире действуют самые слабые межмолекулярные силы, что объясняет его высокую летучесть и самую низкую температуру кипения.
2. В воде между молекулами существуют более прочные водородные связи. Они сильнее, чем в эфире, поэтому и температура кипения воды выше (общеизвестное значение — $100$ °C при нормальном атмосферном давлении).
3. В ртути, как в металле, действуют самые прочные из всех — металлические связи. Для их преодоления нужна наибольшая энергия, поэтому у ртути самая высокая температура кипения.
Таким образом, в порядке возрастания температуры кипения жидкости располагаются следующим образом: эфир, вода, ртуть.

Ответ: Вывод сделан на основе сравнения сил взаимодействия между частицами в данных жидкостях. У эфира эти силы самые слабые (межмолекулярные), у воды — сильнее (водородные связи), а у ртути — самые сильные (металлические связи). Чем прочнее связи между частицами, тем выше температура кипения.