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

ГДЗ по физике 8 класс Перышкин ФГОС §22

Физика 8 класс Перышкин ФГОС, Иванов Просвещение

Содержание

Авторы:Перышкин ФГОС, Иванов

Год:2023

Тип:учебник и лабораторные работы

Нужно другое издание?

§22

Содержание

Вопросы после параграфа
Обсуди с товарищем
Упражнение 19
Задание 14

Удельная теплота парообразования

Вопросы после параграфа

Количество теплоты, подводимое к жидкости при кипении, расходуется на увеличение потенциальной энергии молекул.
Добавить текст Вернуть оригинал
Количество теплоты, необходимое для превращения жидкости массой 1 кг в пар при температуре кипения, называют удельной теплотой парообразования.
Добавить текст Вернуть оригинал
Единица удельной теплоты парообразования – джоуль на килограмм ($\frac{Дж}{кг}$).
Добавить текст Вернуть оригинал
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
Количество теплоты, необходимое для обращения в пар жидкости массой m, рассчитывается по формуле: Q = Lm.
Добавить текст Вернуть оригинал

Обсуди с товарищем

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
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

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

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

Q_н = cm(t₂ – t₁)

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

Добавить текст Вернуть оригинал

Затем на парообразование уйдет количество теплоты:

Добавить текст Вернуть оригинал

Q_п = Lm

Q_п = 2 × 0,9 · 10⁶ = 1 800 000 (Дж)

И суммарное количество необходимой теплоты:

Добавить текст Вернуть оригинал

Q = Q_н + Q_п = 290 000 + 1 800 000 = 2 090 000 (Дж) =

Добавить текст Вернуть оригинал

2,09 (МДж)

Ответ: Q = 2,09 МДж.

Q – ?

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 Q_п = Lm.
  Добавить текст Вернуть оригинал
3) Пар нагревают до 120°С.

$C:\Users\Пользователь\Desktop\7906d775-052b-4461-bb1f-f5a8b87db714.jpg$

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 Q_к = Lm.

Добавить текст Вернуть оригинал

3) Эфир охлаждают до температуры 20°С.

$C:\Users\Пользователь\Desktop\19b314f5-3048-4132-bed4-a536cf67a1c7.jpg$

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

C_в = 4200 $\frac{Дж}{кг\ \cdot \ {^\circ}С}$

Добавить текст Вернуть оригинал

c_г = 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 = Q_о + Q_к

Q₁ = c_вm (t₃ – t₂) + Lm = m (c_в (t₃ – t₂) + L)

Добавить текст Вернуть оригинал

Количество теплоты, необходимое для нагрева грунта:

Добавить текст Вернуть оригинал

Q₂ = c_гm_г (t₂ – t₁) = c_гρV (t₂ – t₁)

Тепловой баланс:

Q₁ = Q₂

m (c_в (t₃ – t₂) + L) = c_гρV (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

C_в = 4200 $\frac{Дж}{кг\ \cdot \ {^\circ}С}$

Добавить текст Вернуть оригинал

c_г = 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 = Q_о + Q_к

Q₁ = c_вm₁ (t₂ – t) + Lm = m₁(c_в (t₂ – t) + L)

Добавить текст Вернуть оригинал

Количество теплоты, необходимое для нагрева первоначальной массы воды:

Добавить текст Вернуть оригинал

Q₂ = c_вm (t – t₁)

Тепловой баланс:

Q₁ = Q₂

m₁(c_в (t₂ – t) + L) = c_вm (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

Сколько спирта можно превратить в пар с использованием 1 мегаджоуля энергии?
Добавить текст Вернуть оригинал
Сравните энергию, необходимую для парообразования ртути и воды, какая и во сколько раз больше?
Добавить текст Вернуть оригинал
Сплав состоит из 3 кг спирта и 2 кг ртути. Какое общее количество энергии необходимо для парообразования всего сплава?
Добавить текст Вернуть оригинал
Какое количество теплоты необходимо отвести от водяного пара температурой 421 К, чтобы получить воду температурой 34°С.
Добавить текст Вернуть оригинал