Номер 7, страница 19 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 3. Агрегатные состояния веществ. Глава 1. Первоначальные химические понятия - номер 7, страница 19.

7. Почему после купания в реке или море человек даже в жаркую погоду ощущает прохладу? Спрогнозируйте тепловые эффекты всех переходов из одного агрегатного состояния в другое.

Почему после купания в реке или море человек даже в жаркую погоду ощущает прохладу?

Это ощущение прохлады связано с физическим процессом испарения воды. Когда человек выходит из воды, его кожа покрыта тонким слоем влаги. Эта вода начинает испаряться, то есть переходить из жидкого состояния в газообразное (водяной пар).

Процесс парообразования (испарение является его разновидностью) требует затрат энергии. Эту энергию, называемую удельной теплотой парообразования, вода забирает из ближайшего источника тепла. В данном случае источником тепла является поверхность тела человека. Количество теплоты, которое забирает вода для своего испарения, рассчитывается по формуле: $Q = L \cdot m$, где $L$ — удельная теплота парообразования воды, а $m$ — масса испарившейся воды.

В результате отвода тепла от кожи ее температура понижается, и рецепторы на коже посылают в мозг сигнал, который мы воспринимаем как ощущение прохлады или даже холода. Этот эффект усиливается при наличии ветра, так как ветер уносит насыщенный водяным паром воздух от поверхности кожи, ускоряя процесс испарения и, следовательно, охлаждения.

Ответ: Человек ощущает прохладу из-за процесса испарения воды с поверхности кожи. Испарение — это эндотермический процесс, который требует поглощения энергии (теплоты) из окружающей среды, в данном случае с кожи человека, что приводит к ее охлаждению.

Спрогнозируйте тепловые эффекты всех переходов из одного агрегатного состояния в другое.

Все переходы вещества из одного агрегатного состояния в другое (фазовые переходы) сопровождаются либо поглощением, либо выделением энергии в виде теплоты. Эти эффекты можно спрогнозировать, рассмотрев, что происходит с частицами вещества (атомами, молекулами).

• Процессы, идущие с поглощением теплоты (эндотермические):
  Эти процессы связаны с увеличением внутренней энергии системы за счет ослабления или разрыва связей между частицами. Теплота забирается из окружающей среды, вызывая ее охлаждение.
  • Плавление (переход из твердого в жидкое состояние): Требуется энергия для разрушения кристаллической решетки и предоставления частицам большей свободы движения. Теплота плавления: $Q = \lambda \cdot m$.
  • Парообразование (испарение и кипение; переход из жидкого в газообразное состояние): Требуется энергия для преодоления сил межмолекулярного притяжения и отрыва молекул от поверхности жидкости. Теплота парообразования: $Q = L \cdot m$.
  • Сублимация (возгонка; переход из твердого сразу в газообразное состояние): Требуется энергия для разрыва связей в твердом теле и превращения вещества в газ.
• Процессы, идущие с выделением теплоты (экзотермические):
  Эти процессы связаны с уменьшением внутренней энергии системы за счет образования новых, более прочных связей между частицами. Теплота выделяется в окружающую среду, вызывая ее нагревание.
  • Кристаллизация (отвердевание; переход из жидкого в твердое состояние): При образовании упорядоченной кристаллической структуры из хаотично движущихся частиц жидкости выделяется энергия. Выделяемая теплота: $Q = \lambda \cdot m$.
  • Конденсация (переход из газообразного в жидкое состояние): При сближении молекул газа и образовании между ними связей, характерных для жидкости, выделяется энергия. Выделяемая теплота: $Q = L \cdot m$.
  • Десублимация (переход из газообразного сразу в твердое состояние): Процесс, обратный сублимации, при котором также выделяется энергия.

Ответ: Фазовые переходы, связанные с увеличением расстояния между частицами и ослаблением связей (плавление, парообразование, сублимация), являются эндотермическими (идут с поглощением тепла). Фазовые переходы, связанные с уменьшением расстояния между частицами и образованием/усилением связей (кристаллизация, конденсация, десублимация), являются экзотермическими (идут с выделением тепла).