Номер 2, страница 81 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

2. Какой процесс называют кипением?

1. Объясните на основе МКТ, как происходит процесс кипения.

Согласно молекулярно-кинетической теории (МКТ), все вещества состоят из частиц (молекул, атомов), которые находятся в непрерывном хаотическом движении. Температура вещества является мерой средней кинетической энергии его частиц.

Когда мы нагреваем жидкость, мы сообщаем ей энергию. Эта энергия поглощается молекулами, в результате чего их средняя кинетическая энергия увеличивается. Молекулы начинают двигаться быстрее, сталкиваются друг с другом чаще и с большей силой.

В отличие от испарения, которое происходит с поверхности жидкости при любой температуре, кипение — это процесс, который охватывает весь объём жидкости. Внутри жидкости всегда есть микроскопические пузырьки газа, растворенные в ней, или микронеровности на стенках сосуда, которые служат так называемыми центрами парообразования. Наиболее быстрые молекулы, обладающие достаточной кинетической энергией для преодоления сил межмолекулярного притяжения, начинают скапливаться в этих центрах, образуя пузырьки насыщенного пара.

Давление насыщенного пара внутри такого пузырька зависит от температуры. Пока температура жидкости ниже определённого значения, внешнее давление (атмосферное плюс гидростатическое давление столба жидкости) сжимает эти пузырьки, и они схлопываются. Однако по мере нагревания жидкости давление насыщенного пара внутри пузырьков растёт. Когда это давление становится равным или немного превышает внешнее давление, пузырьки перестают схлопываться. Они начинают расти в размерах, так как в них продолжают испаряться новые молекулы из окружающей жидкости. Под действием силы Архимеда эти пузырьки поднимаются к поверхности и лопаются, выбрасывая пар наружу. Этот процесс массового образования и подъёма пузырьков по всему объёму и есть кипение.

Важно отметить, что во время кипения температура жидкости остается постоянной. Вся подводимая извне энергия расходуется не на увеличение кинетической энергии молекул (и, следовательно, температуры), а на работу по разрыву межмолекулярных связей и превращению жидкости в пар. Эта энергия называется удельной теплотой парообразования.

Ответ: С точки зрения МКТ, кипение — это процесс, при котором подводимая теплота увеличивает кинетическую энергию молекул жидкости до такой степени, что по всему объёму жидкости образуются и растут пузырьки насыщенного пара, давление внутри которых равно внешнему давлению. Эти пузырьки поднимаются на поверхность и высвобождают пар.

2. Какой процесс называют кипением?

Кипением называют процесс интенсивного парообразования, который происходит одновременно как со свободной поверхности жидкости, так и по всему её объёму. Главным внешним признаком кипения является образование и рост пузырьков пара внутри жидкости, которые затем поднимаются на поверхность. Кипение является фазовым переходом первого рода, при котором вещество переходит из жидкого состояния в газообразное. Этот процесс происходит при определённой для каждого вещества температуре, которая остаётся постоянной в течение всего процесса кипения (при постоянном внешнем давлении).

Ответ: Кипением называют интенсивный процесс перехода жидкости в пар, характеризующийся образованием пузырьков пара по всему объёму жидкости и происходящий при определённой температуре.

3. Что называют температурой кипения?

Температурой кипения называют температуру, при которой происходит процесс кипения жидкости при заданном постоянном внешнем давлении. С физической точки зрения, это температура, при которой давление насыщенного пара жидкости становится равным внешнему давлению, действующему на её поверхность.

Поскольку давление насыщенного пара сильно зависит от температуры, то и температура кипения зависит от внешнего давления. Например, в горах, где атмосферное давление ниже, вода закипает при температуре меньше $100^\circ\text{C}$. И наоборот, в скороварке, где давление искусственно повышается, вода кипит при температуре выше $100^\circ\text{C}$. Стандартная температура кипения (указываемая в справочниках) измеряется при нормальном атмосферном давлении (101 325 Па или 1 атмосфера).

Ответ: Температура кипения — это температура, при которой давление насыщенного пара жидкости равно внешнему давлению, вследствие чего жидкость интенсивно переходит в газообразное состояние по всему своему объёму.