Номер 72, страница 13 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение - номер 72, страница 13.

Условие.

72. В бумажной коробке (сделайте сами) вскипятите воду. Почему бумажная коробка с водой не горит?

Решение.

Это явление объясняется законами теплопередачи и разницей между температурой кипения воды и температурой воспламенения бумаги.

1. Температура воспламенения бумаги. Чтобы бумага загорелась, ее необходимо нагреть до определенной температуры, которая называется температурой воспламенения. Для обычной бумаги эта температура составляет примерно $233^\circ C$.

2. Температура кипения воды. Вода при нормальном атмосферном давлении кипит при температуре $100^\circ C$. Пока вся вода не выкипит, ее температура не поднимется выше этого значения. Вся подводимая энергия будет уходить на процесс парообразования (превращение воды в пар), а не на дальнейшее повышение температуры.

3. Теплообмен. Когда мы нагреваем бумажную коробку с водой, тепло от источника огня передается дну коробки. Бумага имеет хорошую теплопроводность, но вода, находящаяся внутри, обладает очень высокой теплоемкостью. Это означает, что вода способна поглотить большое количество тепла, практически не изменяя своей температуры.

4. Процесс в действии. Вода, находясь в непосредственном контакте с бумажным дном, постоянно отводит от него тепло, не давая бумаге нагреться до температуры своего воспламенения. Температура системы «бумага-вода» не может превысить $100^\circ C$. Поскольку $100^\circ C$ значительно ниже, чем $233^\circ C$, бумага не достигает необходимой для возгорания температуры и поэтому не горит. Вся энергия пламени расходуется на нагрев воды до кипения и на ее последующее испарение.

Ответ: Бумажная коробка с водой не горит, потому что вода поглощает все подводимое тепло и не позволяет бумаге нагреться до температуры ее воспламенения (около $233^\circ C$). Температура кипящей воды составляет $100^\circ C$, и пока в коробке есть вода, температура бумаги не поднимется выше этого значения.