Номер 288, страница 45 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Испарение. Насыщенный и ненасыщенный пар. Кипение - номер 288, страница 45.

Условие.

► 288. В кипящую воду поместите небольшую кастрюлю, наполненную холодной водой. Почему вода в кастрюле не закипает?

Решение.

Кипение — это процесс парообразования, который происходит во всем объеме жидкости при достижении определенной температуры (температуры кипения). Для того чтобы вода закипела, необходимо выполнить два условия:

1. Нагреть её до температуры кипения. При нормальном атмосферном давлении для воды это $100^{\circ}C$.

2. Продолжать подводить к ней тепло, которое будет расходоваться на превращение воды в пар (так называемая удельная теплота парообразования), при этом температура самой кипящей воды меняться не будет.

В описанном эксперименте большая емкость содержит кипящую воду, которая служит источником тепла. Её температура постоянна и равна $100^{\circ}C$. Вода в небольшой кастрюле, помещенной в кипяток, будет нагреваться за счет теплопередачи от окружающей её кипящей воды.

Температура воды в маленькой кастрюле будет расти и со временем достигнет максимального возможного значения — температуры окружающей среды, то есть $100^{\circ}C$. В этот момент наступает тепловое равновесие: температура воды в обеих емкостях становится одинаковой.

Поскольку теплопередача возможна только при наличии разности температур, как только вода в маленькой кастрюле нагреется до $100^{\circ}C$, приток тепла к ней от кипящей воды прекратится. Таким образом, будет выполнено только первое условие для кипения (достижение температуры кипения), но не будет выполняться второе — непрерывный подвод энергии для парообразования. Без этого подвода тепла процесс кипения не начнется.

Ответ: Вода в кастрюле не закипает, потому что, хотя она и нагревается до температуры кипения ($100^{\circ}C$), для самого процесса кипения необходим дополнительный подвод тепловой энергии. Этот подвод тепла прекращается, как только температура воды в маленькой кастрюле сравнивается с температурой окружающей ее кипящей воды, так как для теплопередачи необходима разность температур.