Номер 3, 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 3, страница 63.

Условие.

3. Удельная теплота парообразования воды равна $2,3 \text{ МДж/кг}$. Что показывает это число?

Решение.

3. Удельная теплота парообразования — это физическая величина, которая показывает, какое количество теплоты необходимо для превращения 1 кг вещества из жидкого состояния в газообразное при температуре кипения.

Число 2,3 МДж/кг для воды означает, что для того чтобы превратить 1 кг воды, уже нагретой до температуры кипения (100 °C при нормальном атмосферном давлении), в 1 кг пара при той же температуре, необходимо передать воде количество теплоты, равное 2,3 мегаджоуля (2 300 000 Дж).

Эта энергия идет не на увеличение температуры (и, следовательно, кинетической энергии молекул), а на разрыв межмолекулярных связей в жидкости и на совершение работы против внешнего давления при увеличении объема вещества. Количество теплоты $\text{Q}$, необходимое для парообразования жидкости массой $\text{m}$, вычисляется по формуле $Q = L \cdot m$, где $\text{L}$ – удельная теплота парообразования.

Ответ: Это число показывает, что для превращения 1 кг воды в пар при температуре кипения требуется 2,3 МДж тепловой энергии.

4. Парообразование — это процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в газообразное. Существует два вида парообразования: испарение и кипение.

Испарение — это парообразование, которое происходит с поверхности жидкости при любой температуре. Некоторые молекулы на поверхности, обладающие достаточной кинетической энергией, преодолевают силы притяжения соседних молекул и покидают жидкость. В результате жидкость охлаждается, так как её покидают самые "быстрые" молекулы.

Кипение — это интенсивный процесс парообразования, происходящий во всем объеме жидкости при достижении ею определенной, постоянной для данного вещества и давления, температуры — температуры кипения. Явления, происходящие при кипении:

1. По мере нагрева жидкости на дне и стенках сосуда, а также на микроскопических примесях внутри жидкости (центрах кипения), образуются и начинают расти пузырьки, заполненные паром.

2. Когда температура жидкости достигает точки кипения, давление насыщенного пара внутри этих пузырьков становится равным внешнему давлению (атмосферному давлению плюс давлению столба жидкости).

3. Пузырьки пара, преодолевая давление жидкости и силу поверхностного натяжения, отрываются от стенок, увеличиваются в размерах и под действием выталкивающей силы (силы Архимеда) всплывают на поверхность.

4. На поверхности жидкости пузырьки лопаются, и пар выходит в окружающее пространство. Этот процесс сопровождается характерным бурлением.

5. На протяжении всего процесса кипения, несмотря на непрерывный подвод тепла, температура жидкости остается постоянной. Вся получаемая энергия расходуется на процесс парообразования.

Ответ: При парообразовании вещество переходит из жидкого состояния в газообразное. Это может происходить либо с поверхности (испарение) при любой температуре, либо во всем объеме жидкости (кипение) при постоянной температуре кипения, что сопровождается образованием и всплыванием пузырьков пара.