Номер 236, страница 40 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Испарение. Насыщенный и ненасыщенный пар. Кипение - номер 236, страница 40.

Условие.

236. Какой суп быстрее остывает — жирный или нежирный? Почему?

Решение.

Быстрее остывает нежирный суп. Это связано с несколькими физическими процессами, отвечающими за охлаждение жидкости.

Основными механизмами теплопотери для горячего супа являются испарение, конвекция и тепловое излучение с его поверхности.

В жирном супе на поверхности образуется слой жира. Жир легче воды (имеет меньшую плотность), поэтому он всплывает и покрывает всю поверхность супа. Этот слой выполняет роль теплоизолятора и существенно замедляет процесс остывания по следующим причинам:

1. Уменьшение испарения. Испарение является одним из самых эффективных способов охлаждения. При испарении молекулы воды с самой высокой кинетической энергией покидают поверхность жидкости, унося с собой значительное количество теплоты (скрытую теплоту парообразования). Слой жира на поверхности супа создает барьер, который препятствует интенсивному испарению воды. В результате теплопотери за счет испарения резко сокращаются.

2. Подавление конвекции. В однородной жидкости (нежирном супе) происходит конвекция: более горячие, менее плотные слои снизу поднимаются вверх, а более холодные и плотные слои с поверхности опускаются вниз. Этот процесс эффективно переносит тепло к поверхности, где оно рассеивается. Слой жира на поверхности действует как крышка, он нарушает и замедляет конвекционные потоки в супе. Тепло оказывается «запертым» под жировой пленкой.

3. Низкая теплопроводность жира. Жиры имеют более низкую теплопроводность по сравнению с водой. Это означает, что жировая пленка сама по себе является плохим проводником тепла, дополнительно изолируя горячий суп от более холодного окружающего воздуха.

Таким образом, нежирный суп, с поверхности которого беспрепятственно происходят испарение и теплообмен за счет конвекции, остывает значительно быстрее, чем жирный суп, защищенный теплоизолирующей жировой пленкой.

Ответ: Быстрее остывает нежирный суп, потому что слой жира на поверхности жирного супа замедляет теплообмен с окружающей средой, в первую очередь за счет уменьшения испарения и подавления конвекции.