Страница 45 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

ЗАДАНИЕ

Налейте в пластиковую бутылку немного холодной воды и поместите её в морозильную камеру на несколько часов, чтобы образовался лёд. Затем, вынув бутылку со льдом, добавьте в неё воды. Внутри будет находиться вода одновременно в трёх состояниях. Какие это состояния? Какие изменения происходят при медленном нагревании сосуда воздухом помещения?

Решение

Какие это состояния?

Внутри бутылки вода находится одновременно в трёх агрегатных состояниях:

• Твёрдое состояние — это лёд, образовавшийся при замораживании.
• Жидкое состояние — это вода, которую добавили в бутылку со льдом, а также вода, которая образуется при таянии льда.
• Газообразное состояние — это водяной пар, который всегда присутствует в пространстве над поверхностью жидкости (в результате процесса испарения) и над поверхностью льда (в результате процесса сублимации или возгонки).

Ответ: Твёрдое (лёд), жидкое (вода) и газообразное (водяной пар).

Какие изменения происходят при медленном нагревании сосуда воздухом помещения?

При медленном нагревании бутылки воздухом помещения, который имеет более высокую температуру, происходит передача теплоты от воздуха к содержимому бутылки. Это приводит к следующим последовательным процессам:

1. Плавление льда: Сначала вся получаемая от окружающего воздуха энергия идёт на процесс плавления льда. Лёд начинает таять, переходя из твёрдого состояния в жидкое. Важно отметить, что пока в бутылке есть и лёд, и вода, температура этой смеси будет оставаться постоянной и равной температуре плавления льда, то есть $0^\circ \text{C}$ (при нормальном атмосферном давлении). Количество льда будет уменьшаться, а количество жидкой воды — увеличиваться.
2. Нагревание воды: После того как весь лёд растает, дальнейшее поступление теплоты от воздуха приведёт к повышению температуры теперь уже полностью жидкой воды. Температура воды будет постепенно расти от $0^\circ \text{C}$ до тех пор, пока не сравняется с температурой окружающего воздуха в помещении.
3. Испарение: На протяжении всего времени (и во время плавления, и во время нагревания) с поверхности воды происходит процесс испарения — переход молекул воды из жидкого состояния в газообразное. Интенсивность испарения увеличивается с ростом температуры воды. Таким образом, количество водяного пара внутри бутылки будет постепенно возрастать.

Также можно наблюдать и внешний эффект: на холодной внешней поверхности бутылки будет конденсироваться водяной пар из воздуха помещения, образуя капельки росы.

Ответ: При медленном нагревании происходит плавление льда при постоянной температуре ($0^\circ \text{C}$), затем нагревание образовавшейся воды до комнатной температуры. Весь процесс сопровождается испарением воды.