Номер 290, страница 46 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Испарение. Насыщенный и ненасыщенный пар. Кипение - номер 290, страница 46.

Условие.

► 290. Проведите и объясните опыт, когда снегом можно вскипятить воду (рис. 45).

Рис. 45

Решение.

Решение

Этот опыт демонстрирует зависимость температуры кипения жидкости от давления. Кипение происходит, когда давление насыщенного пара жидкости становится равным внешнему давлению. С понижением внешнего давления температура кипения также понижается.

Проведение опыта:

1. Колбу, наполовину заполненную водой, нагревают до кипения. Образующийся водяной пар вытесняет из колбы почти весь воздух.

2. Колбу снимают с нагревателя, плотно закрывают пробкой и переворачивают, закрепляя в штативе. Кипение на время прекращается.

3. На дно перевёрнутой колбы кладут снег или поливают её холодной водой.

4. Вода в колбе снова начинает бурно кипеть.

Объяснение опыта:

Когда мы кладём снег на колбу, её стенки охлаждаются. Находящийся внутри колбы горячий водяной пар соприкасается с холодными стенками и конденсируется, превращаясь в воду. Из-за быстрой конденсации пара давление внутри герметично закрытой колбы резко падает и становится значительно ниже атмосферного.

Так как давление над поверхностью воды в колбе сильно понизилось, температура кипения воды также стала значительно ниже 100°C. Вода, которая ещё не успела сильно остыть (например, имеет температуру 80-90°C), оказывается нагретой до температуры, превышающей новую (пониженную) температуру кипения. В результате вода снова закипает.

Таким образом, снег, охлаждая колбу, не нагревает воду, а создаёт условия (низкое давление), при которых вода может кипеть при температуре ниже 100°C.

Ответ: Снег охлаждает стенки колбы, что вызывает конденсацию водяного пара внутри нее. Это приводит к резкому падению давления в замкнутом объеме. Поскольку температура кипения жидкости понижается с уменьшением давления, горячая вода в колбе снова закипает, но уже при более низкой температуре, чем 100°C.