Номер 1, страница 63 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 15. Количество теплоты, необходимое для парообразования и выделяющееся при конденсации. Вопросы - номер 1, страница 63.

Условие.

1. Почему после выключения нагревателя кипение жидкости прекращается? 2. Что такое удельная теплота парообразования?

Решение.

1. Почему после выключения нагревателя кипение жидкости прекращается?

Кипение — это процесс интенсивного парообразования, который происходит по всему объему жидкости при достижении ею температуры кипения. Для поддержания этого процесса, то есть для постоянного превращения жидкости в пар, необходим непрерывный подвод энергии в виде теплоты. Эта энергия, называемая теплотой парообразования, расходуется на преодоление сил межмолекулярного притяжения, удерживающих частицы вместе в жидком состоянии, а также на работу расширения пара против внешнего давления. Важно, что во время кипения температура самой жидкости не увеличивается, вся подводимая энергия уходит на фазовый переход.

Нагреватель как раз и является источником этой необходимой энергии. Когда он выключается, подвод тепла к жидкости прекращается. Одновременно с этим жидкость, имеющая высокую температуру, продолжает отдавать тепло в более холодную окружающую среду (через стенки сосуда, с открытой поверхности и т.д.). Поскольку приток энергии прекратился, а отдача тепла продолжается, внутренняя энергия жидкости уменьшается, что приводит к понижению ее температуры. Как только температура опускается ниже точки кипения, условие для процесса кипения перестает выполняться, и он прекращается.

Ответ: Кипение прекращается, потому что для этого процесса требуется постоянный подвод энергии. После выключения нагревателя подвод энергии останавливается, а из-за теплопотерь в окружающую среду температура жидкости становится ниже температуры кипения, в результате чего процесс кипения останавливается.

2. Что такое удельная теплота парообразования?

Удельная теплота парообразования — это физическая величина, равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества (например, 1 кг) для его полного превращения из жидкого состояния в газообразное (в пар) при постоянной температуре (при температуре кипения).

Удельная теплота парообразования обозначается буквой $\text{L}$ (или $\text{r}$). В системе СИ она измеряется в джоулях на килограмм (Дж/кг).

Зная удельную теплоту парообразования вещества $\text{L}$, можно рассчитать количество теплоты $\text{Q}$, необходимое для испарения массы $\text{m}$ этой жидкости, уже нагретой до температуры кипения, по формуле:
$Q = L \cdot m$

Физический смысл этой величины заключается в том, что она характеризует энергетические затраты на изменение агрегатного состояния вещества. Эта энергия идет не на увеличение средней кинетической энергии молекул (температура остается постоянной), а на увеличение их потенциальной энергии — то есть на разрыв межмолекулярных связей в жидкости и на совершение работы против сил внешнего давления при расширении. У каждого вещества своё значение удельной теплоты парообразования. Например, для воды при нормальном атмосферном давлении $L \approx 2,26 \cdot 10^6$ Дж/кг.

Ответ: Удельная теплота парообразования — это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для превращения 1 кг жидкости в пар при температуре кипения.