Зборнік задач па фізіцы
8 клас
Памер: 144с.
Мінск 2012
185. (э) Правядзіце дослед, які даказвае паглынанне энергіі пры плаўленні лёду. Для гэтага выкарыстоўвайце наступнае абста-ляванне: вагі, тэрмометр, дзве аднолькавыя шклянкі, запоўненыя прыкладна напалову вадой пакаёвай тэмпературы, каларыметр з адталай вадой і лёдам (мал. 22). Ураўнаважце шклянкі з вадой на вагах. У адну са шклянак апусціце лёд, а ў другую з каларыметра даліце столькі вады пакаёвай тэмпературы, каб вагі зноў прыйшлі ў раўнавагу. Здыміце шклянкі з вагаў і, пасля таго як растане лёд, вымерайце тэмпературу вады ў кожнай шклянцы.
32
Мал. 22
Зрабіце вывад, папярэдне адказаўшы на пытанні: 1) Ці адноль-кавыя былі тэмпературы лёду і вады ў каларыметры? 2) Ці адноль-кавыя тэмпературы вады ў шклянках пасля выканання доследу? Чаму? 3) Як змянілася ўнутраная энергія лёду пры яго плаўленні?
7
Выпарэнне вадкасцей. Фактары, якія ўплываюць на скорасць выпарэння
Пытанні для самакантролю
• Які працэс называюць параўтварэннем? Выпарэннем?
• Як растлумачыць з 'яву выпарэння з пункта погляду малекулярна-кінетычнай тэорыі?
• Ад чаго залежыць скорасць выпарэння вадкасці?
• Чаму пры выпарэнні тэмпература вадкасці паніжаецца?
186. Ці захаваецца з цягам часу раўнавага рычажных вагаў, калі на адну чашу паставіць каларыметр з халоднай вадой, а на другую — каларыметр з гарачай вадой той жа масы? Чаму?
2 Зак. 2876
33
187. Аднолькавыя аб'ёмы вады наліты ў бутэльку і ў каструлю з шырокім дном. 3 якой пасудзіны вада выпарыцца хутчэй?
188. Аднолькавыя аб'ёмы вады і алею наліты ў аднолькавыя сподкі. Ці будуць аднолькавыя скорасці выпарэння вадкасцей?
189. Вядома, што мокрая бялізна на вуліцы сохне хутчэй, калі надвор'е ветранае. Ці можна сцвярджаць, што пры гэтым вада, якая ўтрымліваецца ў бялізне, выпараецца хутчэй? Чаму? ’
190. На падстаўкі (мал. 23), якія адрозніваюцца толькі колерам (адна — чорная, другая — белая), капнулі дзве аднолькавыя кроплі вады. Якая кропля выпарыцца хутчэй? Чаму?
Мал. 23
191. Чаму спякота лягчэй пераносіцца ў ветранае надвор'е?
192. Групу вадкасцей, у якую ўваходзяць бензін і ацэтон, назы-ваюць лятучымі. Чаму?
193. Калі лепш зразаць лісце салаты, каб яно было больш сака-вітае: раніцай ці ўвечары пасля гарачага дня?
194. Чаму тэмпература вады ў адкрытых вадаёмах у гарачы летні дзень ніжэй за тэмпературу паветра?
195. Чаму вада ў закрытай каструлі награваецца хутчэй, чым у адкрытай?
196. (э) У два аднолькавыя сподкі наліце аднолькавую коль-касць вады (напрыклад, па адной чайнай лыжцы). Першы сподак пастаўце ў цёплае месца, а другі — у халоднае. Вымерайце час, за які выпарыцца вада ў першым і другім сподках. Растлумачце розніцу ў скорасці выпарэння.
197. (э) Нанясіце піпеткай на дно сподка па кроплі вады і спірту. Вымерайце час, неабходны для іх выпарэння. На падставе вынікаў доследу ацаніце, у якой з гэтых вадкасцей сілы прыцяжэння паміж малекуламі меншыя.
198. (э) Наліце аднолькавую колькасць вады ў шклянку і ў сподак (напрыклад, па адной сталовай лыжцы). Вымерайце час, за які вада ў іх выпарыцца. Растлумачце розніцу ў скорасці яе
выпарэння.
34
8
Кіпенне вадкасцей. Удзельная цеплата параўтварэння
Пытанні для самакантролю
* Што ўяўляе сабой працэс кіпення?
• Ці павялічваецца тэмпература вадкасці падчас яе кіпення?
* У якім выпадку тэмпература кіпячай вады будзе вышэйшая, калі яна знаходзіцца: а) на ўзроўні мора; б) на вяршыні гары; в) у глыбокай шахце?
• Што такое ўдзельная цеплата параўтварэння?
Прыклады рашэння задач
Прыклад 1. Ваду, якая мае тэмпературу tl = 10 °C, награваюць да тэмпературы t2 = 90 °C, прапускаючы праз яе пару, тэмпература якой t3= 100 °C. У колькі разоў павялічыцца маса вады? Страты цеплаты не прымаць да ўвагі.
Дадзена:
t{ = 10 °C t2 = 90 °C £3 = 100 °C cB=4,2 • 103^ в кг•°C
L = 2,26 • 106 Дж КГ
«в + ^n ?
Рашэнне.
Маса вады пасля прапускання пары павя-лічыцца за кошт масы скандэнсаванай пары: т = тв + тп. Запіпіам ураўненне цеплавога балансу, у якім колькасць цеп-латы, аддадзеная парай пры кандэнсацыі і ахаладжэнні атрыманай вады да тэмпе-ратуры t2 - 90 °C, па модулі роўна коль-касці цеплаты, паглынутай вадой пры награванні ад тэмпературы ^ = 10 °C да тэмпературы t2 = 90 °C: |Qt + Q2| = Q3.
<2i = Lmn;
Q2 = св • mSh - ^У
35
Оз = Св • "ZB(^2 - fl)-
^п + Св • mn(f3 - *2) = Св • ™в^2 - fl);
— (L + cB(t3 - t2)) = св(г2 - tj);
^, = cB(f2-fi) .
тв ^ + CB(f3-f2)’
^в + тп =1 + 51 = 1+ cB(f2~fi) .
^в «в i + CB(f3-f2)’
^в
4,2-103-^--80 °C
= 1 +------й-------:~-л----------= ^ 2'
2,26 ■ 106 ДЖ + 4,2 • 103 • 1О°С
кг кг•°C
Адказ: у 1,2 раза.
Прыклад 2. У цеплаізаляваную пасудзіну з вадой, якая мае тэмпературу tB = 60 °C, апусцілі стальны брусок масай т„ = 400 г, нагрэты да тэмпературы tCT = 900 °C. Якая маса вады выпарылася, калі першапачаткова маса яе была тв = 0,80 кг? Цеплаёмістасць пасудзіны не прымаць да ўвагі.
Дадзена:
tB = 60 °C
тС[ = 400 r = 0,400 кг
Гст = 900 °C
тв = 0,80 кг
tK = 100 °C
св = 4200
Дж кг-°С
Дж сгт = 460---------—
ст кг • °C
L = 2,26 • 106 — кг
т — ?
Рашэнне.
Колькасць цеплаты Qv якая вылучылася пры астыванні бруска ад тэмпературы £ст = 900 °C да тэмпературы £к = 100 °C, пай-шла на награванне вады да тэмпературы кіпення ік = 100 °C і выпарэнне яе часткі. Калі не прымаць да ўвагі цеплаёмістасць пасудзіны, то ўраўненне цеплавога балансу будзе мець выгляд: |Qj = Q2 + Оз-iQil = Ст • ^c/fcr - Q;
Q2 = св • mB(fK - fB);
Оз = Lm.
Падставім ва ўраўненне цеплавога балансу: сст • mCT(tcr - tK) = св • mB(tK - tB) + Lm-,
36
_ ^ст^ст (^ст ^к)
£
460 — • 0,400 кг-800°C-4200-3^-0,80кг-40°С т =---^^------------------- КГ-°С-------------= 5,6 г.
2,26 10б — кг
Адказ: т = 5,6 г.
199. Руская лазня адрозніваецца ад фінскай высокім утры-маннем вадзяных пароў у паветры. У якой лазні пры аднолькавай тэмпературы будзе гарачэй?
200. Чым адрозніваецца кіпенне вадкасці ад яе выпарэння?
201. У каструлі кіпіць суп. Ці зварыцца ён хутчэй, калі павялі-чыць падачу газу? Чаму?
202. Тэмпература кіпення вады ў адкрытай пасудзіне t = 100 °C. Ці зменіцца тэмпература кіпення, калі награванне вады здзяйсняць у герметычна закрытай пасудзіне? Чаму?
203. Ці можна закіпяціць вядро вады на спіртоўцы? Чаму?
204. Чаму апёкі парай мацнейшыя за апёкі кіпячай вадой, хоць тэмпературы вады і пары аднолькавыя?
205. Гарачая вада ў закрытай колбе закіпела пасля таго, як колбу аблілі халоднай вадой (мал. 24). Чаму?
206. Адвар лекавай травы, як правіла, рыхтуюць на вадзяной лазні (мал. 25). Чаму адвар не кіпіць?
207. Удзельная цеплата параўтварэння жалеза £ = 58 ^^. Што гэта азначае? кг
208. Якую колькасць цеплаты трэба перадаць ацэтону ма-сай т = 2,0 г пры тэмпературы кіпення, каб перавесці яго ў газападобны стан?
37
209. Ртуць аб'ёмам V - 1,0 л знаходзіцца пры тэмпературы кіпення. Якую колькасць цеплаты неабходна перадаць ртуці, каб перавесці яе ў газападобны стан?
210. Вылічыце ўдзельную цеплату параўтварэння вадкага азоту, калі пры пераходзе азоту масай m = 4,0 г з газападобнага стану ў вадкі пры тэмпературы кіпення вылучаецца колькасць цеплаты ІОІ = 804 Дж.
211. На малюнку 26 прадстаўлены графік залежнасці тэмпе-ратуры пры награванні і ахаладжэнні вады ад часу. Які з участкаў графіка адпавядае ператварэнню вады ў пару? Растлумачце, чаму ўчастак ВС паралельны восі часу.
Мал. 26
212. Начарціце прыкладныя графікі залежнасці тэмпературы рэчыва ад часу для наступных працэсаў пераходу:
а) вада (пры тэмпературы tx = 100 °C) -> вадзяная пара (пры тэмпературы t2 = 150 °C);
б) лёд (пры тэмпературы fj = 0 °C) -> вадзяная пара (пры тэмпературы t2 = 120 °C);
в) лёд (пры тэмпературы /, = -10 °C) -> вадзяная пара (пры тэмпературы t2- 100 °C);
38
г) эфір (пры тэмпературы tx = 20 °C) -> эфір (пры тэмпературы t2 = 40 °C);
д) жалеза (пры тэмпературы ^1 = 1000 °C) —> жалеза (пры тэмпературы t2 = 3500 °C).
213. У якім працэсе паглынаецца большая колькасць цеплаты: пры плаўленні лёду масай тх = 10 кг ці пры ператварэнні ў пару вады масай т2 = 1,0 кг?
214. Вядома, што «сухі лёд» пры звычайных умовах пераходзіць з цвёрдага стану ў газападобны (сублімуецца). Вызначце масу «сухога лёду», калі для пераводу яго ў газападобны стан патра-буецца колькасць цеплаты Q = 293 кДж. Удзельная цеплата выпарэння «сухога лёду» L = 586 ^^. Прачытайце ў інтэрнэце кг
ці ў энцыклапедычным слоўніку, што ўяўляе сабою «сухі лёд».
215. Вылічыце шчыльнасць вадкага вадароду, калі падчас пе-раходу вадароду аб'ёмам V = 1,0 л пры тэмпературы кіпення ў газападобны стан паглынаецца колькасць цеплаты Q = 4,224 кДж. Удзельная цеплата параўтварэння вадароду Z = 59 ^^.
кг
216. Вылічыце аб'ём вадкага паветра, які перайшоў у газапа-добны стан падчас кіпення, калі пры гэтым паглынулася колькасць
цеплаты Q = 170 кДж. Шчыльнасць вадкага паветра р = 960 —у.
м
217. Якую масу вадзяной пары пры тэмпературы ^ = 100 °C трэба ўпусціць у каларыметр, які ўтрымлівае ваду аб'ёмам У= 1,0 л пры тэмпературы t2 = 20 °C, каб канчатковая тэмпература стала t3 = 100 °C? Цеплаёмістасць каларыметра не прымаць да ўвагі.
218. У каларыметр, які змяшчае ваду пры тэмпературы кіпення, кінулі медны шар масай т = 0,50 кг, тэмпература якога t = 500 °C. Вылічыце масу вады, якая выпарылася. Цеплаёмістасць калары-метра не прымаць да ўвагі.
219. Выкарыстоўваючы графік залежнасці колькасці цеплаты, неабходнай для пераводу вадкасці пры тэмпературы кіпення ў газападобны стан, ад масы (мал. 27), вызначце, для якой вадкасці пабудаваны графік, і вылічыце колькасць цеплаты, якая вылу-чаецца пры кандэнсацыі пары гэтай вадкасці масай т = 8,0 кг.
39
220. * У каларыметр, які змяшчае ваду масай т} = 100 г, тэмпе-ратура якой f( = 0 °C, уііусцілі вадзяную пару масай т2 = 100 г, узятую пры тэмпературы і2 = 100 °C. Вылічыце канчатковую масу пары. Цеплаёмістасць каларыметра не прымаць да ўвагі.
221. Вада масай m = 1,0 кг пры тэмпературы кіпення і звычай-ным атмасферным ціску атрымлівае ад награвальніка кожную мінуту колькасць цеплаты Qo = 38 кДж. За які прамежак часу ўся вада выкіпіць? Страты цеплаты не прымаць да ўвагі.
222. Вылічыце масу вады, на ператварэнне ў пару якой пры тэмпературы кіпення спатрэбілася такая ж колькасць цеплаты, якая неабходна для плаўлення лёду масай т, = 1,0 кг, узятага пры тэмпературы t = 0 °C.
КНІГІ ОНЛАЙН
