ГДЗ > ⏱ Физика > 8 класс > 📗 Физика 8 класс Перышкин ФГОС, Иванов > 🧠 Задание §22

Решебник по физике 8 класс Перышкин ФГОС §22

Авторы:
Год:2023
Тип:учебник и лабораторные работы
Нужно другое издание?

§22

Содержание

Удельная теплота парообразования

Вопросы после параграфа

  1. Количество теплоты, подводимое к жидкости при кипении, расходуется на увеличение потенциальной энергии молекул.

      Добавить текст Вернуть оригинал

  2. Количество теплоты, необходимое для превращения жидкости массой 1 кг в пар при температуре кипения, называют удельной теплотой парообразования.

      Добавить текст Вернуть оригинал

  3. Единица удельной теплоты парообразования – джоуль на килограмм (\(\frac{Дж}{кг}\)).

      Добавить текст Вернуть оригинал

  4. Опыт, показывающий, что при конденсации пара выделяется энергия: водяной пар, соприкасаясь с холодным предметом, конденсируется. При этом он отдает то количество теплоты, которое пошло на его образование (рис.44).

      Добавить текст Вернуть оригинал

  5. Количество теплоты, необходимое для обращения в пар жидкости массой m, рассчитывается по формуле: Q = Lm.

      Добавить текст Вернуть оригинал

Обсуди с товарищем

  1. Внутренняя энергия паров эфира при температуре 35°С и нормальном атмосферном давлении больше внутренней энергии жидкого эфира той же массы при той же температуре на количество теплоты парообразования – то есть количество теплоты, нужной для перехода в газообразное состояние – L = 0,4 · 106 \(\frac{Дж}{кг}\) (Таблица 8).

      Добавить текст Вернуть оригинал

  2. Участок графика AB соответствует процессу нагревания льда.

      Добавить текст Вернуть оригинал

    Участок графика BC соответствует фазовому переходу льда в жидкое состояние, то есть плавлению льда.

      Добавить текст Вернуть оригинал

Участок графика CD соответствует процессу нагревания воды.

  Добавить текст Вернуть оригинал

Участок графика DE соответствует фазовому переходу воды в газообразное состояние, то есть парообразование.

  Добавить текст Вернуть оригинал

Участок графика EF соответствует процессу нагревания пара.

  Добавить текст Вернуть оригинал

  1. Удельная теплота парообразования жидкости под номером 2 больше, так как горизонтальный участок у второй жидкости больше из-за более долгого времени плавления.

      Добавить текст Вернуть оригинал

Упражнение 19

  1. Внутренняя энергия водяного пара при температуре 100°С больше, чем внутренняя энергия воды той же массы при той же температуре. Это происходит потому, что внутренняя энергия складывается из кинетической энергии движения молекул и потенциальной энергии взаимодействия этих молекул. Если температура воды и пара одинакова, то одинакова и кинетическая энергия движения молекул, а значит, вся тепловая энергия, которая сообщается воде для перехода в газообразное состояние идет на увеличения потенциальной энергии взаимодействия молекул.

      Добавить текст Вернуть оригинал

Дано:

m = 2 кг

c = 2500 \(\frac{Дж}{кг\ \cdot \ {^\circ}С}\)

  Добавить текст Вернуть оригинал

t1 = 20°С

t2 = 78°С

L = 0,9 · 106 \(\frac{Дж}{кг}\)

Решение:

Сначала необходимо нагреть спирт до температуры кипения (100°С):

  Добавить текст Вернуть оригинал

Qн = cm(t2 – t1)

Qн = 2500 × 2 × (78 – 20) = 290 000 (Дж)

  Добавить текст Вернуть оригинал

Затем на парообразование уйдет количество теплоты:

  Добавить текст Вернуть оригинал

Qп = Lm

Qп = 2 × 0,9 · 106 = 1 800 000 (Дж)

И суммарное количество необходимой теплоты:

  Добавить текст Вернуть оригинал

Q = Qн + Qп = 290 000 + 1 800 000 = 2 090 000 (Дж) =

  Добавить текст Вернуть оригинал

2,09 (МДж)

Ответ: Q = 2,09 МДж.
Q – ?

  1. А) Процессы, которые надо осуществить, чтобы воду, взятую при температуре 20°С, превратить в пар, имеющий температуру 120°С:

      Добавить текст Вернуть оригинал

    1) Сначала воду нужно нагреть от 20°С до температуры кипения 100°С.

      Добавить текст Вернуть оригинал

    2) Затем будет происходить фазовой переход – парообразование, на котором воде сообщают количество теплоты Qп = Lm.

      Добавить текст Вернуть оригинал

    3) Пар нагревают до 120°С.

Б) Процессы, которые надо осуществить, чтобы эфир, взятый при температуре 125°С, охладить до температуры 20°С:

  Добавить текст Вернуть оригинал

1) Сначала эфир нужно охладить от 125°С до температуры конденсации 35°С.

  Добавить текст Вернуть оригинал

2) Затем будет происходить фазовый переход – конденсация, на котором у эфира отводят количество теплоты в размере Qк = Lm.

  Добавить текст Вернуть оригинал

3) Эфир охлаждают до температуры 20°С.

  1. Если в бурно кипящую кастрюлю поместить меньшую кастрюлю с водой, нагретой до температуры 100°С, то в малой кастрюле вода не закипит, так как она будет получать теплоту лишь от воды в большой кастрюле, а этого недостаточно, ведь необходим дальнейший подвод теплоты к этой жидкости. Соответственно, когда вода в малой кастрюле достигнет температуры 100°С, теплообмен между жидкостями прекратится, так как их температуры сравняются, и вода в малой кастрюле кипеть не будет.

      Добавить текст Вернуть оригинал

Дано:

V = 1 м3

Cв = 4200 \(\frac{Дж}{кг\ \cdot \ {^\circ}С}\)

  Добавить текст Вернуть оригинал

cг = 800 \(\frac{Дж}{кг\ \cdot \ {^\circ}С}\)

  Добавить текст Вернуть оригинал

t1 = 15°С

t2 = 95°С

t3 = 100°С

ρ = 1,8 г/см3 = 1800 кг/м3

L = 2,3 · 106 \(\frac{Дж}{кг}\)

Решение:

Пар должен пройти фазовый переход – конденсацию – то есть отдать теплоту и остыть до температуры прогрева грунта:

  Добавить текст Вернуть оригинал

Q1 = Qо + Qк

Q1 = cвm (t3 – t2) + Lm = m (cв (t3 – t2) + L)

  Добавить текст Вернуть оригинал

Количество теплоты, необходимое для нагрева грунта:

  Добавить текст Вернуть оригинал

Q2 = cгmг (t2 – t1) = cгρV (t2 – t1)

Тепловой баланс:

Q1 = Q2

m (cв (t3 – t2) + L) = cгρV (t2 – t1)

m = \(\frac{с_{г}\text{ρV}\left( t_{2} - t_{1} \right)}{с_{в}\left( t_{3} - t_{2} \right) + L}\)

  Добавить текст Вернуть оригинал

m = \(\frac{800\ \times \ 1800\ \times 1\ \times \ (95 - 15)}{4200\ \times (100 - 95) + 2,3\ \times \ 10^{6}}\) = \(\frac{115\ 200\ 000}{2\ 321\ 000}\) ≈ 50 (кг)

  Добавить текст Вернуть оригинал

Ответ: m ≈ 50 кг.
m – ?

Дано:

m1 = 1 кг

Cв = 4200 \(\frac{Дж}{кг\ \cdot \ {^\circ}С}\)

  Добавить текст Вернуть оригинал

cг = 800 \(\frac{Дж}{кг\ \cdot \ {^\circ}С}\)

  Добавить текст Вернуть оригинал

t1 = 0°С

t2 = 100°С

t = 20°С

L = 2,3 · 106 \(\frac{Дж}{кг}\)

Решение:

Пар должен пройти фазовый переход – конденсацию – то есть отдать теплоту и остыть до температуры смеси:

  Добавить текст Вернуть оригинал

Q1 = Qо + Qк

Q1 = cвm1 (t2 – t) + Lm = m1(cв (t2 – t) + L)

  Добавить текст Вернуть оригинал

Количество теплоты, необходимое для нагрева первоначальной массы воды:

  Добавить текст Вернуть оригинал

Q2 = cвm (t – t1)

Тепловой баланс:

Q1 = Q2

m1(cв (t2 – t) + L) = cвm (t – t1)

m = \(\frac{m_{1}(с_{в}\left( t_{2} - t \right) + L)}{с_{в}\left( t - t_{1} \right)}\)

  Добавить текст Вернуть оригинал

m = \(\frac{1\ \times (4200\ \times \ (100 - 20) + 2,3\ \times \ 10^{6})}{4200\ \times (20 - 0)}\) = \(\frac{2\ 636\ 000}{84\ 000}\) ≈ 31,4 (кг)

  Добавить текст Вернуть оригинал

Ответ: m ≈ 31,4 кг.
m – ?

Задание 14

  1. Сколько спирта можно превратить в пар с использованием 1 мегаджоуля энергии?

      Добавить текст Вернуть оригинал

  2. Сравните энергию, необходимую для парообразования ртути и воды, какая и во сколько раз больше?

      Добавить текст Вернуть оригинал

  3. Сплав состоит из 3 кг спирта и 2 кг ртути. Какое общее количество энергии необходимо для парообразования всего сплава?

      Добавить текст Вернуть оригинал

  4. Какое количество теплоты необходимо отвести от водяного пара температурой 421 К, чтобы получить воду температурой 34°С.

      Добавить текст Вернуть оригинал

Стр. 88

22
Решебники по другим предметам