§20 ГДЗ Рабочая тетрадь 8 класс (Физика)

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 кг воды от 0 до 100 °С или для испарения 1 кг воды при температуре 100 °С? Задача 2. Какое количество теплоты выделит 1 кг пара при 100 °С, если этот пар обратить в воду и охладить полученную воду до 0 °С? Задача 3. Какую массу пара требуется обратить в воду при температуре 100 °С, чтобы нагреть железный радиатор массой 10 кг от 10 до 90 °С? Задача 4. Какое количество теплоты необходимо, чтобы 2 кг льда при температуре -10 °С обратить в пар при 100 °С?

Удельная теплота парообразования — это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо, чтобы обратить в пар 1 кг жидкости при температуре кипения без изменения температуры.

а) При конденсации пар выделяет такое же количество энергии, какое поглощает при 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:

$$Q=Lm$$

1. Для нагревания 1 кг воды от $$0^\circ\text{C}$$ до $$100^\circ\text{C}$$ нужно:

$$Q_1=cm\Delta t=4200\cdot1\cdot100=4{,}2\cdot10^5\ \text{Дж}=420\ \text{кДж}.$$

Для испарения 1 кг воды при $$100^\circ\text{C}$$ нужно:

$$Q_2=Lm=2{,}3\cdot10^6\cdot1=2{,}3\cdot10^6\ \text{Дж}=2300\ \text{кДж}.$$

Больше теплоты потребуется для испарения. Разность:

$$Q_2-Q_1=2{,}3\cdot10^6-4{,}2\cdot10^5=1{,}88\cdot10^6\ \text{Дж}=1880\ \text{кДж}.$$

2. При конденсации 1 кг пара при $$100^\circ\text{C}$$ и охлаждении полученной воды до $$0^\circ\text{C}$$ выделится:

$$Q=Q_1+Q_2=Lm+cm\Delta t$$

$$Q=2{,}3\cdot10^6\cdot1+4200\cdot1\cdot100=2{,}72\cdot10^6\ \text{Дж}=2720\ \text{кДж}.$$

3. Теплота, необходимая для нагревания железного радиатора:

$$Q=cm\Delta t=460\cdot10\cdot(90-10)=3{,}68\cdot10^5\ \text{Дж}.$$

Эта теплота выделится при конденсации пара:

$$Q=Lm,$$

откуда

$$m=\frac{Q}{L}=\frac{3{,}68\cdot10^5}{2{,}3\cdot10^6}\approx0{,}16\ \text{кг}.$$

4. Чтобы 2 кг льда при $$-10^\circ\text{C}$$ обратить в пар при $$100^\circ\text{C}$$, нужно затратить теплоту на:

• нагревание льда до $$0^\circ\text{C}$$;
• плавление льда;
• нагревание воды до $$100^\circ\text{C}$$;
• парообразование.

$$Q=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4$$

$$Q=cm_1\Delta t_1+\lambda m+\;cm_2\Delta t_2+Lm$$

$$Q=2100\cdot2\cdot10+3{,}4\cdot10^5\cdot2+4200\cdot2\cdot100+2{,}3\cdot10^6\cdot2$$

$$Q=4{,}2\cdot10^4+6{,}8\cdot10^5+8{,}4\cdot10^5+4{,}6\cdot10^6=6{,}162\cdot10^6\ \text{Дж}.$$

Ответ: 1) на испарение — на $$1{,}88\cdot10^6\ \text{Дж}$$ больше; 2) $$2{,}72\cdot10^6\ \text{Дж}$$; 3) $$0{,}16\ \text{кг}$$; 4) $$6{,}162\cdot10^6\ \text{Дж}$$.