Global EE

Внутренняя… — Задание Физика 8 Класс №00049101

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Внутренняя Энергия и Теплопередача

№2. Задание без номера

ID: 00049101

Почему иногда крышка чайника, в котором кипит вода, подпрыгивает, а иногда нет?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Вода кипит и в том, и в другом случае, а крышка ведёт себя по-разному. Значит, дело в том, что происходит между водой и крышкой, там, где копится пар.

Шаг первый. При кипении вода всё время превращается в пар, и этот пар занимает намного больше места, чем вода. Пару нужно куда-то уходить. Пути у него два: носик и щели под крышкой.

Шаг второй. Сравним два потока: сколько пара рождается каждую секунду и сколько его успевает выйти. Если выйти успевает всё, давление под крышкой почти не растёт. Сила давления пара меньше веса крышки, и крышка лежит на месте.

Шаг третий. Если огонь сильный, а носик узкий или забит, пар копится, и давление под крышкой растёт. Когда сила давления становится больше веса крышки, крышка приподнимается. Лишний пар вырывается наружу, давление падает, и крышка снова падает вниз. Так она и подпрыгивает.

Самое важное тут про энергию. Поднимая крышку, пар совершает работу. Берёт он энергию на неё из своего запаса, то есть внутренняя энергия пара частично переходит в механическую энергию крышки.

Проверим себя: убавь огонь — пара станет меньше, и крышка успокоится. Сними тяжёлую крышку и поставь лёгкую — подпрыгивать начнёт раньше. Оба наблюдения согласуются с объяснением.

Ответ

Крышку поднимает пар. Если пара образуется больше, чем успевает выйти через носик и щели, давление под крышкой растёт, пар поднимает её, совершая работу за счёт своей внутренней энергии. Если пар успевает выходить свободно, давление не нарастает, и крышка лежит спокойно.
Другие задания по теме «Внутренняя Энергия и Теплопередача» (8)