Упражнение 17 ГДЗ Перышкин 8 класс (2022) (Физика)

Когда идет процесс парообразования все вещества поглощают энергию. Для перехода в парообразное состояние 1 килограмма воды требуется 2,3 *106 Дж энергии, а воздуха (жидкого) 0,2*106 Дж. Значит, внутренняя энергия больше увеличивается у воды.
2. Какое количество энергии требуется для обращения воды массой 150 г в пар при температуре 100 °С?
3. Какое количество энергии нужно затратить, чтобы воду массой 5 кг, взятую при температуре 0 °С, довести до кипения и испарить её?
4. Какое количество энергии выделит вода массой 2 кг при охлаждении от 100 до 0 °С? Какое количество энергии выделится, если вместо воды взять столько же пара при 100 °С?

1

При парообразовании все вещества поглощают энергию, но величина этой энергии зависит от удельной теплоты парообразования. У воды она больше, чем у жидкого воздуха:

$$\lambda_{\text{воды}}=2{,}3\cdot10^6\ \text{Дж/кг},\qquad \lambda_{\text{жидкого воздуха}}=0{,}2\cdot10^6\ \text{Дж/кг}.$$

Значит, при обращении из жидкого состояния в пар внутренняя энергия больше увеличивается у воды.

2

Дано: $$m=150\ \text{г}=0{,}15\ \text{кг}$$ $$t=100^\circ\text{C}$$ $$\lambda=2{,}3\cdot10^6\ \text{Дж/кг}$$

Ход решения:

При превращении воды в пар при температуре кипения:

$$Q=\lambda m$$

$$Q=2{,}3\cdot10^6\cdot0{,}15=0{,}345\cdot10^6\ \text{Дж}=345\ \text{кДж}$$

Ответ: $$345\ \text{кДж}$$

3

Дано: $$m=5\ \text{кг}$$ $$t_1=0^\circ\text{C}$$ $$t_2=100^\circ\text{C}$$ $$c=4200\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$ $$\lambda=2{,}3\cdot10^6\ \text{Дж/кг}$$

Ход решения:

Нужно сначала нагреть воду до кипения, а затем испарить её:

$$Q=Q_{\text{нагрев}}+Q_{\text{парообразование}}$$

$$Q=cm(t_2-t_1)+\lambda m$$

$$Q=4200\cdot5\cdot(100-0)+2{,}3\cdot10^6\cdot5$$

$$Q=2100000+11500000=13600000\ \text{Дж}=13600\ \text{кДж}$$

Ответ: $$13600\ \text{кДж}$$

4

Дано: $$m=2\ \text{кг}$$ $$t_1=0^\circ\text{C}$$ $$t_2=100^\circ\text{C}$$ $$c=4200\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$ $$\lambda=2{,}3\cdot10^6\ \text{Дж/кг}$$

Ход решения:

1) При охлаждении воды от $$100^\circ\text{C}$$ до $$0^\circ\text{C}$$ выделится:

$$Q_{\text{в}}=cm(t_2-t_1)$$

$$Q_{\text{в}}=4200\cdot2\cdot(100-0)=840000\ \text{Дж}=840\ \text{кДж}$$

2) Если взять столько же пара при $$100^\circ\text{C}$$, то сначала он сконденсируется, а затем образовавшаяся вода охладится до $$0^\circ\text{C}$$:

$$Q_{\text{п}}=\lambda m+cm(t_2-t_1)$$

$$Q_{\text{п}}=2{,}3\cdot10^6\cdot2+840000=4600000+840000=5440000\ \text{Дж}=5440\ \text{кДж}$$

Ответ: вода выделит $$840\ \text{кДж}$$, пар — $$5440\ \text{кДж}$$.