§20 ГДЗ Рабочая тетрадь Перышкин 8 класс (Физика)
- Дайте определение: «Удельная теплота парообразования — это …»
- Допишите предложения:
а) При конденсации пар выделяет такое же количество энергии, какое ___.
б) Формула для вычисления количества теплоты, необходимого для испарения жидкости при температуре кипения: ___, где $$Q$$ — ___, $$L$$ — ___, $$m$$ — ___.
в) Формула для вычисления количества теплоты, отдаваемого конденсирующимся паром при температуре кипения: ___. - Выполните упражнение 16 из учебника (стр. 62).
- Задача 1. Для чего потребуется большее количество теплоты и на сколько: для нагревания $$1\ \text{кг}$$ воды от $$0$$ до $$100\,^\circ\mathrm{C}$$ или для испарения $$1\ \text{кг}$$ воды при температуре $$100\,^\circ\mathrm{C}$$?
- Задача 2. Какое количество теплоты выделит $$1\ \text{кг}$$ пара при $$100\,^\circ\mathrm{C}$$, если этот пар обратить в воду и охладить полученную воду до $$0\,^\circ\mathrm{C}$$?
- Задача 3. Какую массу пара требуется обратить в воду при температуре $$100\,^\circ\mathrm{C}$$, чтобы нагреть железный радиатор массой $$10\ \text{кг}$$ от $$10$$ до $$90\,^\circ\mathrm{C}$$?
- Задача 4. Какое количество теплоты необходимо, чтобы $$2\ \text{кг}$$ льда при температуре $$-10\,^\circ\mathrm{C}$$ обратить в пар при $$100\,^\circ\mathrm{C}$$?
Удельная теплота парообразования — это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо, чтобы обратить жидкость массой 1 кг в пар без изменения температуры.
а) При конденсации пар выделяет такое же количество энергии, какое поглощается при его парообразовании.
б) Формула для вычисления количества теплоты, необходимого для испарения жидкости при температуре кипения:
$$Q=Lm$$
где $$Q$$ — количество теплоты, $$L$$ — удельная теплота парообразования, $$m$$ — масса жидкости.
в) Формула для вычисления количества теплоты, отдаваемого конденсирующимся паром при температуре кипения:
$$Q=Lm$$
Упражнение 16
1. Для испарения 1 кг воды при $$100^\circ\text{C}$$ требуется больше теплоты, чем для нагревания 1 кг воды от $$0^\circ\text{C}$$ до $$100^\circ\text{C}$$.
$$Q_1=cm\Delta t=4200\cdot1\cdot100=4{,}2\cdot10^5\ \text{Дж}$$
$$Q_2=Lm=2{,}3\cdot10^6\cdot1=2{,}3\cdot10^6\ \text{Дж}$$
$$Q_2-Q_1=2{,}3\cdot10^6-4{,}2\cdot10^5=1{,}88\cdot10^6\ \text{Дж}$$
Испарение требует больше теплоты на $$1{,}88\cdot10^6\ \text{Дж}$$.
2. При конденсации 1 кг пара при $$100^\circ\text{C}$$ и охлаждении полученной воды до $$0^\circ\text{C}$$ выделится:
$$Q=Q_1+Q_2$$
$$Q_1=Lm=2{,}3\cdot10^6\cdot1=2{,}3\cdot10^6\ \text{Дж}$$
$$Q_2=cm\Delta t=4200\cdot1\cdot100=4{,}2\cdot10^5\ \text{Дж}$$
$$Q=2{,}3\cdot10^6+4{,}2\cdot10^5=2{,}72\cdot10^6\ \text{Дж}$$
Ответ: $$2{,}72\cdot10^6\ \text{Дж}$$.
3. Количество теплоты, необходимое для нагревания радиатора:
$$Q=cm\Delta t=460\cdot10\cdot(90-10)=3{,}68\cdot10^5\ \text{Дж}$$
Эту теплоту должен отдать пар при конденсации:
$$Q=Lm_{\text{пара}}$$
$$m_{\text{пара}}=\frac{Q}{L}=\frac{3{,}68\cdot10^5}{2{,}3\cdot10^6}\approx0{,}16\ \text{кг}$$
Ответ: $$0{,}16\ \text{кг}$$.
4. Найдём количество теплоты на все этапы:
$$Q=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4$$
$$Q_1=c_{\text{л}}m\Delta t=2100\cdot2\cdot10=4{,}2\cdot10^4\ \text{Дж}$$
$$Q_2=\lambda m=3{,}4\cdot10^5\cdot2=6{,}8\cdot10^5\ \text{Дж}$$
$$Q_3=cm\Delta t=4200\cdot2\cdot100=8{,}4\cdot10^5\ \text{Дж}$$
$$Q_4=Lm=2{,}3\cdot10^6\cdot2=4{,}6\cdot10^6\ \text{Дж}$$
$$Q=4{,}2\cdot10^4+6{,}8\cdot10^5+8{,}4\cdot10^5+4{,}6\cdot10^6=6{,}16\cdot10^6\ \text{Дж}$$
Ответ: $$6{,}16\cdot10^6\ \text{Дж}$$.
