Вариант 2, страница 73 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-5. Испарение и конденсация. Влажность воздуха. Кипение - страница 73.

Условие.

Вариант 3

1. Объясните, почему при сушке нарезанные фрукты и грибы коробятся.

2. Почему, пока жидкость не кипит, пузырьки пара, поднимаясь вверх, уменьшаются и исчезают?

3. Какое количество теплоты выделится при конденсации стоградусного водяного пара, если масса пара 2,5 кг? Начертите примерный график процессов, происходящих с паром.

Решение.

1. Объясните, почему при сушке нарезанные фрукты и грибы коробятся.

Нарезанные фрукты и грибы состоят из клеток, содержащих большое количество воды. Сушка – это процесс испарения этой воды. Испарение происходит неравномерно: с поверхности и краев влага уходит быстрее, чем из центральной части. В результате внешние слои высыхают, и их клетки сжимаются, в то время как внутренние слои остаются влажными и сохраняют свой объем. Эта разница в сжатии создает внутренние механические напряжения, которые приводят к деформации, изгибу и скручиванию кусочков – то есть к их короблению.

Ответ: Фрукты и грибы коробятся из-за неравномерного испарения влаги с их поверхности. Внешние слои высыхают и сжимаются быстрее внутренних, что создает внутренние напряжения и приводит к деформации.

2. Почему, пока жидкость не кипит, пузырьки пара, поднимаясь вверх, уменьшаются и исчезают?

Когда жидкость нагревают снизу (например, в кастрюле), дно и прилегающие к нему слои воды нагреваются быстрее всего. В этих перегретых слоях могут образовываться пузырьки пара. Эти пузырьки легче воды, поэтому они начинают всплывать. Однако верхние слои жидкости еще не достигли температуры кипения, то есть они холоднее, чем пар внутри пузырька. При контакте с более холодной водой пар в пузырьке охлаждается и конденсируется, снова переходя в жидкое состояние. В результате этого процесса объем пара внутри пузырька уменьшается, он сжимается и, как правило, полностью исчезает, не достигнув поверхности.

Ответ: Пузырьки пара, образуясь у горячего дна, поднимаются в более холодные верхние слои жидкости. В этих слоях пар внутри пузырьков конденсируется, превращаясь обратно в воду, что приводит к уменьшению и исчезновению пузырьков.

3. Какое количество теплоты выделится при конденсации стоградусного водяного пара, если масса пара 2,5 кг? Начертите примерный график процессов, происходящих с паром.

Дано

m = 2,5 кг

t = 100 °С

L = 2,3 · 10⁶ Дж/кг (удельная теплота парообразования воды)

Найти:

Q - ?

Решение

Конденсация – это процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое. Этот процесс происходит с выделением энергии. Количество теплоты, выделяющееся при конденсации, находится по формуле:

$Q = L \cdot m$

где $\text{L}$ – удельная теплота парообразования, $\text{m}$ – масса пара.

Подставим числовые значения:

$Q = 2,3 \cdot 10^6 \frac{Дж}{кг} \cdot 2,5 \text{ кг} = 5,75 \cdot 10^6 \text{ Дж} = 5,75 \text{ МДж}$

Процесс конденсации является изотермическим, то есть происходит при постоянной температуре (в данном случае 100 °С), пока весь пар не перейдет в жидкое состояние. График зависимости температуры пара от количества отданной им теплоты будет выглядеть как горизонтальная линия.

Ответ: При конденсации выделится $5,75 \cdot 10^6$ Дж (или 5,75 МДж) теплоты.