Номер 251, страница 41 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Испарение. Насыщенный и ненасыщенный пар. Кипение - номер 251, страница 41.

Условие.

251. В большой сосуд с кипящей водой опущены, не касаясь дна, три пробирки с эфиром, спиртом и водой при комнатной температуре. В какой пробирке жидкость закипит?

Решение.

Для того чтобы жидкость закипела, необходимо два условия: ее температура должна достигнуть температуры кипения, и к ней должно продолжать поступать тепло (удельная теплота парообразования) для превращения в пар. В данном опыте пробирки помещены в сосуд с кипящей водой, которая выступает в роли термостата с температурой $100^{\circ}C$ (при нормальном атмосферном давлении). Рассмотрим каждую пробирку отдельно.

Пробирка с эфиром

Температура кипения эфира составляет примерно $34,6^{\circ}C$. Поскольку эта температура значительно ниже температуры окружающей кипящей воды ($100^{\circ}C$), между водой в сосуде и эфиром в пробирке будет существовать разность температур. Это обеспечит непрерывный подвод тепла к эфиру. Эфир сначала нагреется до своей температуры кипения, а затем, продолжая получать тепло, начнет интенсивно кипеть.

Ответ: В пробирке с эфиром жидкость закипит.

Пробирка со спиртом

Температура кипения этилового спирта составляет около $78,4^{\circ}C$. Эта температура также ниже $100^{\circ}C$. Следовательно, как и в случае с эфиром, будет происходить передача тепла от кипящей воды к спирту. Спирт нагреется до $78,4^{\circ}C$ и закипит.

Ответ: В пробирке со спиртом жидкость закипит.

Пробирка с водой

Температура кипения воды равна $100^{\circ}C$. Вода в пробирке будет получать тепло от окружающей кипящей воды, и ее температура будет повышаться до $100^{\circ}C$. Однако, как только температура воды в пробирке достигнет $100^{\circ}C$, она сравняется с температурой воды в сосуде. Теплопередача между телами возможна только при наличии разности температур. Так как разность температур станет равной нулю ($\Delta T = 100^{\circ}C - 100^{\circ}C = 0$), дальнейшая передача тепла, необходимого для парообразования (кипения), прекратится. Таким образом, вода в пробирке достигнет температуры кипения, но не закипит.

Ответ: В пробирке с водой жидкость не закипит.