Номер 5, страница 78 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

5. В кастрюле бурно кипит вода. В неё помещают меньшую кастрюлю с водой, нагретой до температуры $100°C$. Закипит ли вода в малой кастрюле?

Решение

Для того чтобы жидкость закипела, необходимо выполнение двух условий. Во-первых, жидкость должна быть нагрета до своей температуры кипения (для воды при нормальном атмосферном давлении это 100 °C). Во-вторых, к жидкости должна непрерывно подводиться энергия, называемая теплотой парообразования, которая идет на сам процесс превращения жидкости в пар, а не на повышение ее температуры. Эта теплота рассчитывается по формуле $Q = L \cdot m$, где $L$ — удельная теплота парообразования, а $m$ — масса жидкости.

В условиях задачи вода в большой кастрюле уже кипит, значит, ее температура равна 100 °C. Воду в малой кастрюле также нагрели до 100 °C. Таким образом, первое условие кипения для воды в малой кастрюле выполнено.

Однако для выполнения второго условия необходим подвод теплоты. Процесс теплопередачи может происходить только при наличии разности температур — тепло всегда переходит от более нагретого тела к менее нагретому. В данном случае температура источника тепла (кипящей воды в большой кастрюле) и температура нагреваемого тела (воды в малой кастрюле) одинаковы и составляют 100 °C. Разность температур между ними равна нулю.

Поскольку разность температур отсутствует, не будет и направленного потока тепловой энергии от воды в большой кастрюле к воде в малой. Тепловая среда, создаваемая большой кастрюлей, будет лишь препятствовать остыванию воды в малой кастрюле, компенсируя ее теплопотери в окружающий воздух, но сообщить ей дополнительную энергию, необходимую для кипения, она не сможет.

Таким образом, вода в малой кастрюле, хоть и имеет температуру кипения, не получит необходимой для парообразования энергии и не закипит.

Ответ: Нет, вода в малой кастрюле кипеть не будет. Для кипения необходим подвод теплоты, а он невозможен, так как отсутствует разность температур между кипящей водой в большой кастрюле и водой в малой кастрюле.