Параграф 22 ГДЗ Перышкин Иванов 8 класс (2026) (Физика)
|
Не совпадает с вашим учебником? Посмотрите устаревший решебник |
Решение #1
Рассмотрим вариант решения задания из учебника
Перышкин, Иванов 8 класс, Просвещение:
1. На что расходуется количество теплоты, подводимое к жидкости при кипении?
При кипении вся теплота, подводимая к жидкости, расходуется на преодоление молекулами жидкости межмолекулярных связей;
2. Что называют удельной теплотой парообразования?
Удельной теплотой парообразования называют количество теплоты, необходимое для превращения жидкости массой 1 кг взятой при температуре кипения в пар;
3. Какова единица удельной теплоты парообразования?
Удельную теплоту парообразования обозначают буквой L и вычисляют по формуле L=Q"/" m, единицей удельной теплоты парообразования является джоуль на килограмм (Дж / кг);
4. Опишите опыт, который показывает, что при конденсации пара выделяется энергия.
Поставим колбу с водой на горелку; направим пар, выходящий
из колбы горизонтально с помощью изогнутой трубки и поставим наклонную стеклянную пластину у выхода трубки, а под ней разместим стакан c термометром; убедимся, что температура конденсировавшейся воды в стакане близка к 100 °C (пар имеет ту же темпера-туру), но при этом температура пластины сильно увеличилась;
5. Как рассчитать количество теплоты, необходимое для превращения жидкости в пар при температуре кипения?
Из формулы для определения удельной теплоты парообразования получим формулу для расчета количества теплоты, необходимого для обращения в пар жидкости, имеющей массу m:
Q=Lm;
1. На сколько внутренняя энергия паров эфира при температуре 35 °C и нормальном атмосферном давлении больше внутренней энергии жидкого эфира той же массы при той же температуре?
Внутренняя энергия паров эфира будет больше внутренней энергии жидкого эфира той же массы при той же температуре на величину, равную произведению удельной теплоты парообразования и массы данного вещества;
Ответ: 0,4m∙10^6 Дж.
2. На рисунке 45 приведён график зависимости температуры воды от времени её нагревания. Каким процессам соответствуют участки графика AB, BC, CD, DE, EF?
На данном графике: участок AB соответствует нагреванию льда до температуры плавления, участок BC – плавлению льда, участок CD – нагреванию воды до температуры кипения, участок DE соответствует кипению воды, а участок EF – нагреванию пара;
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?
Мы видим, что плато второго графика длиннее, чем плато первого; так как мощности горелок и массы жидкостей одинаковы, а испарение второго вещества длилось дольше, то оно поглотило больше теплоты, то есть удельная теплота парообразования второй жидкости больше;
Ответ: 2.
1. Почему внутренняя энергия водяного пара при температуре 100 °С больше, чем внутренняя энергия той же массы воды при той же температуре?
Средняя кинетическая энергия молекул воды и пара при одинаковой температуре будут равны, однако молекулы пара находят-ся на большем расстоянии друг от друга, поэтому они обладают большей потенциальной энергией, чем молекулы воды;
2. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы 2 кг спирта, взятого при температуре 20 °С, обратить в пар при температуре кипения?
Дано:
m=2 кг;
t_1=20 °C;
t_2=78 °C;
c=2500 Дж/(кг∙°C);
L=0,9∙10^6 Дж/кг;
Найти:
Q - ?;
Решение:
1) Для нагревания:
∆t=78-20=58 °C;
Q_1=cm∆t, Q_1=2500∙2∙58;
Q_1=2 500∙116=290 000 Дж;
Q_1=0,29∙10^6 Дж=0,29 МДж;
2) Для выпаривания:
Q_2=L∙m, Q_2=2∙0,9∙10^6;
Q_2=1,8∙10^6 Дж=1,8 МДж;
3) Общий расход энергии:
Q=0,29+1,8=2,09 МДж;
Ответ: 2,09 МДж.
3. Назовите процессы, которые надо осуществить, чтобы: а) воду, взятую при температуре 20 °C, превратить в пар, имеющий температуру 120 °C; б) эфир, взятый при температуре 125 °C, охладить до температуры 20 °C. (Атмосферное давление нормальное.)
Для каждого случая постройте примерный график зависимости температуры вещества от количества теплоты, полученного от нагревателя или отданного окружающим телам.
Происходящие процессы:
а) нагревание воды от 20 °C до температуры кипения (100 °С), парообразование, а затем нагревание водяного пара до 120 °C:
б) охлаждение паров эфира от 125 °C до температуры кипения (35 °C), конденсация пара, охлаждение жидкого эфира до 20 °C:
4. В кастрюле бурно кипит вода. В неё помещают меньшую кастрюлю с водой, нагретой до температуры 100 °С. Закипит ли вода в малой кастрюле?
Процесс кипения требует непрерывной подачи теплоты к жидкости; так как температура воды в малой кастрюле равна температуре бурно кипящей воды, то теплообмена происходить между ними не будет, то есть, вода в кастрюле не закипит, а залитая вода кипеть перестанет;
Ответ: нет.
5*. В парниковых хозяйствах для уничтожения личинок вредителей грунт обрабатывают горячим водяным паром. Определите расход пара на кубометр грунта (масса пара, необходимая для нагревания 1 м^3 грунта), если грунт надо нагреть от 15 до 95 °C. Плотность грунта в среднем равна 1,8 г/см^3, средняя удельная теплоёмкость грунта 800 Дж/(кг · °C), температура используемого пара 100 °C.
Дано:
V=1 м^3;
t_1=15 °C;
t_2=95 °C;
ρ=1,8 г/(см^3 );
c=800 Дж/(кг∙°C);
L=2,3∙10^6 Дж/кг;
Найти:
m - ?;
Решение:
1) Необходимая энергия:
ρ=1,8∙10^6/1000=1800 кг/м^3 ;
∆t=95 °C-15 °C=80 °C;
m_г=V∙ρ=1∙1800=1800 кг;
Q=cm∙∆t=800∙1800∙80 Дж;
Q=115 200 000 Дж≈115 МДж;
2) Масса используемого пара:
m=Q/L, m=(115∙10^6)/(2,3∙10^6 )≈50 кг;
3) Энергия остывания воды:
∆U=cm∙∆t=cm∙(100-95);
∆U=4200∙50∙5=1 050 000;
∆U≈10^6 Дж=1 МДж≪Q;
Ответ: ≈50 кг.
6*. В сосуд с водой, взятой при температуре 0 °C, впустили водяной пар массой 1 кг при температуре 100 °C. Спустя некоторое время в сосуде установилась температура 20 °C. Какова первоначальная масса воды в сосуде? Теплообмен с окружающей средой не происходит.
Дано:
m_п=1 кг;
t_1=100 °C;
t_2=20 °C;
t_3=0 °C;
c=4200 Дж/(кг∙°C);
L=2,3∙10^6 Дж/кг;
Найти:
m - ?;
Решение:
1) Составим уравнение:
Q_(нагр.воды)=Q_(конд.пара)+Q_(остыв.пара);
cm(t_2-t_3 )=Lm_п+cm_п (t_1-t_2 );
2) Подставим значения:
cm(20-0)=Lm_п+cm_п (100-20);
4200∙m∙20=2,3∙10^6+4200∙80;
84 000∙m=2 300 000+336 000;
84m=2300+336=2636;
m=2636/84≈31,4 кг;
Ответ: ≈31,4 кг.
Придумайте несколько задач, используя данные таблиц 7 и 8. Обменяйтесь с товарищем условиями задач и решите их.
1) Какое количество энергии выделится при конденсации 50 г пара, имеющего температуру 100 °C, и последующем охлаждении до 20 °C:
Q=Lm+cm∙(t_2-t_1 )=2,3∙10^6∙0,05+4200∙0,05∙(100-20);
Q=115 000+16 800=131 800 Дж≈132 000 Дж=132 кДж;
Ответ: 132 кДж.
2) Какое количество теплоты потребуется, чтобы полностью испарить 200 г спирта, уже доведенного до температуры кипения:
Q=Lm=0,9∙10^6∙0,2=0,18∙10^6=180∙10^3 Дж=180 кДж;
Ответ: 180 кДж.
