Номер 1, страница 45 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 10. Агрегатные состояния вещества. Обсудить в классе - номер 1, страница 45.

Условие.

1. Почему конденсация водяного пара в атмосфере в капельки дождя или снежинки ведёт к потеплению воздуха?

Решение.

1. Конденсация водяного пара в капли воды или кристаллы льда (снежинки) представляет собой фазовый переход вещества из газообразного состояния в жидкое или твердое. Любой фазовый переход такого типа (газ → жидкость или газ → твердое тело) является экзотермическим, то есть сопровождается выделением энергии в окружающую среду.

Чтобы лучше понять этот процесс, можно рассмотреть обратное явление — испарение. Для того чтобы вода испарилась, ей необходимо сообщить определенное количество энергии, называемое удельной теплотой парообразования. Эта энергия расходуется на преодоление сил межмолекулярного притяжения и на увеличение внутренней энергии вещества. Именно поэтому, когда вода испаряется с поверхности, она охлаждает ее, забирая тепло (например, при потоотделении).

Конденсация — это процесс, строго обратный испарению. Когда молекулы водяного пара в атмосфере охлаждаются и сближаются, образуя капли жидкости или кристаллы льда, они переходят в состояние с более низкой потенциальной и кинетической энергией. "Избыточная" энергия, которая была запасена в паре, высвобождается в виде тепла. Это тепло называется скрытой теплотой конденсации. Количество выделившейся теплоты ($\text{Q}$) можно рассчитать по формуле $Q = L \cdot m$, где $\text{L}$ — удельная теплота парообразования, а $\text{m}$ — масса сконденсировавшегося пара.

Эта выделившаяся тепловая энергия поглощается окружающими молекулами воздуха (азота, кислорода и т.д.), что приводит к увеличению их скорости движения. Повышение средней кинетической энергии молекул газа и есть повышение его температуры. Таким образом, масштабные процессы конденсации в атмосфере, приводящие к образованию облаков, дождя и снега, высвобождают огромное количество энергии и вызывают локальное потепление воздуха.

Ответ: Конденсация является процессом, обратным испарению. Если для испарения требуется затратить энергию (тепло), то при конденсации эта же энергия, называемая скрытой теплотой конденсации, выделяется. Выделяемое тепло поглощается окружающим воздухом, что приводит к повышению его температуры.