Номер 3, страница 86 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

3. На рисунке 46 приведены графики зависимости температуры от времени для двух жидкостей одинаковой массы, нагреваемых на горелках одинаковой мощности. Удельная теплота парообразования какой жидкости больше?

Дано:

$m_1 = m_2 = m$ — массы жидкостей одинаковы.
$P_1 = P_2 = P$ — мощности нагревателей одинаковы.
Графики зависимости температуры $t$ от времени $\tau$.

Найти:

Сравнить удельные теплоты парообразования $L_1$ и $L_2$.

Решение:

На графиках представлены процессы нагревания и кипения двух жидкостей. Горизонтальные участки графиков соответствуют процессу кипения (парообразования), который происходит при постоянной температуре.

Количество теплоты $Q$, которое получает жидкость от нагревателя за время $\Delta\tau$, определяется по формуле: $Q = P \cdot \Delta\tau$, где $P$ — мощность нагревателя.

Количество теплоты, необходимое для превращения жидкости массой $m$ в пар при температуре кипения, рассчитывается по формуле: $Q = L \cdot m$, где $L$ — удельная теплота парообразования.

Поскольку вся теплота от нагревателя идет на парообразование, мы можем приравнять эти два выражения: $P \cdot \Delta\tau = L \cdot m$

Отсюда выразим удельную теплоту парообразования: $L = \frac{P \cdot \Delta\tau}{m}$

По условию задачи массы жидкостей ($m$) и мощности нагревателей ($P$) одинаковы. Следовательно, удельная теплота парообразования $L$ прямо пропорциональна времени кипения $\Delta\tau$. У какой жидкости время кипения больше, у той и удельная теплота парообразования больше.

Обозначим время кипения первой жидкости как $\Delta\tau_1$, а второй — как $\Delta\tau_2$. Из графика видно, что длина горизонтального участка для второй жидкости больше, чем для первой. Это означает, что вторая жидкость кипела дольше. $\Delta\tau_2 > \Delta\tau_1$

Так как $L$ прямо пропорционально $\Delta\tau$, то из неравенства $\Delta\tau_2 > \Delta\tau_1$ следует, что: $L_2 > L_1$

Ответ: удельная теплота парообразования больше у второй жидкости.