Номер 12, страница 58 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава I. Тепловые явления. Качественные задачи к главе 1 - номер 12, страница 58.

Условие.

12. Почему ожог паром более опасен, чем ожог кипятком?

Решение.

Ожог паром опаснее ожога кипятком, так как при контакте с кожей пар выделяет значительно большее количество теплоты по сравнению с равной массой кипятка при той же температуре (например, 100°C). Это происходит из-за разницы в физических процессах.

1. Ожог кипятком: Когда кипяток попадает на кожу, он отдает теплоту в процессе остывания. Количество теплоты ($Q_{воды}$) зависит от массы воды ($\text{m}$), ее удельной теплоемкости ($\text{c}$) и разности температур между кипятком и кожей ($\Delta t$): $Q_{воды} = c \cdot m \cdot \Delta t$.

2. Ожог паром: Когда на кожу попадает пар, теплообмен происходит в два этапа:

а) Сначала пар конденсируется, то есть превращается в воду (кипяток) при той же температуре 100°C. Этот процесс фазового перехода сопровождается выделением очень большого количества энергии, называемой удельной теплотой парообразования ($\text{L}$). Выделившаяся теплота ($Q_{конд}$) рассчитывается по формуле: $Q_{конд} = L \cdot m$. Для воды значение $\text{L}$ очень велико — около $2.3 \cdot 10^6$ Дж/кг.

б) Затем образовавшаяся горячая вода (кипяток) остывает, отдавая тепло коже, как и в первом случае: $Q_{охл} = c \cdot m \cdot \Delta t$.

Таким образом, общее количество теплоты, которое получает кожа от пара, является суммой теплоты конденсации и теплоты остывания: $Q_{пара} = Q_{конд} + Q_{охл} = L \cdot m + c \cdot m \cdot \Delta t$.

Поскольку теплота конденсации ($Q_{конд}$) значительно превышает теплоту, выделяемую при простом остывании воды той же массы, общее количество энергии, передаваемое коже паром, оказывается гораздо больше. Это приводит к более глубокому и сильному повреждению тканей.

Ответ: Ожог паром более опасен, потому что при одинаковой температуре пар содержит значительно больше энергии, чем кипяток. При контакте с кожей пар сначала конденсируется в воду, выделяя огромное количество дополнительной энергии (удельную теплоту парообразования), и только потом остывает как обычный кипяток. В результате общее количество теплоты, передаваемое коже от пара, намного больше, что вызывает более тяжёлое повреждение.