Номер 248, страница 40 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Испарение. Насыщенный и ненасыщенный пар. Кипение - номер 248, страница 40.

Условие.

248. Чем можно скорее погасить огонь — кипятком или холодной водой?

Решение.

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть физические процессы, лежащие в основе тушения огня водой. Основных механизмов два: охлаждение горящего материала ниже температуры воспламенения и изоляция от кислорода образующимся водяным паром.

Сравним эффективность холодной воды и кипятка с точки зрения этих механизмов.

Охлаждающий эффект.
Количество теплоты, которое поглощает вода, складывается из теплоты, необходимой для ее нагрева до температуры кипения (100 °C), и теплоты, необходимой для последующего парообразования.
Теплота для нагрева: $Q_{нагрева} = c \cdot m \cdot (100 - t_{нач})$, где $\text{c}$ – удельная теплоемкость воды, $\text{m}$ – масса, $t_{нач}$ – начальная температура.
Теплота для парообразования: $Q_{пара} = L \cdot m$, где $\text{L}$ – удельная теплота парообразования воды.

Для кипятка начальная температура $t_{нач} = 100$ °C, поэтому теплота на нагрев не тратится ($Q_{нагрева} = 0$). Кипяток поглощает тепло только за счет испарения.

Для холодной воды ($t_{нач} < 100$ °C) общее поглощенное тепло равно сумме $Q_{общ} = Q_{нагрева} + Q_{пара}$. Так как $Q_{нагрева} > 0$, то при одинаковой массе холодная вода поглотит больше тепла, чем кипяток. Это дополнительное количество тепла обеспечивает более интенсивное и быстрое охлаждение горящего объекта.

Изолирующий эффект.
Превращаясь в пар, вода значительно увеличивается в объеме (примерно в 1700 раз), вытесняя кислород из зоны горения. Кипяток начинает испаряться практически мгновенно, что обеспечивает быстрое создание паровой завесы. Холодной воде для этого нужно сначала нагреться.

Вывод.
Несмотря на то что кипяток быстрее создает изолирующий слой пара, решающим фактором для эффективного тушения является охлаждение. Поскольку холодная вода поглощает большее количество теплоты на единицу массы, она быстрее снижает температуру горящего вещества до безопасного уровня.

Ответ: Огонь скорее можно погасить холодной водой.