Global EE

Агрегатные… — Задание Физика 8 Класс №00049377

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Агрегатные Состояния Вещества

№2. Задание без номера

ID: 00049377

На рисунке приведён график конденсации пара и охлаждения жидкости.

Рисунок к заданию Физика 8 Класс — Агрегатные Состояния Вещества

Справочные значения при нормальном давлении

Жидкость

Температура кипения, ${}^\circ\text{С}$

$L$, МДж/кг

$c$, Дж/(кг·°С)

Вода

$100$

$2{,}3$

$4200$

Спирт

$78$

$0{,}9$

$2500$

Эфир

$35$

$0{,}4$

$2350$

а) Какая это жидкость?

б) Сколько времени длился процесс конденсации?

в) Какое количество теплоты выделится за $20\text{ мин}$, если масса пара $0{,}5\text{ кг}$?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Здесь линия сначала горизонтальна, потом падает. На горизонтальном участке пар конденсируется, на наклонном остывает получившаяся жидкость.

а) Горизонталь лежит на $100\ {}^\circ\text{С}$. По таблице это вода.

б) Участок $AB$ идёт от начала отсчёта до $15$-й минуты, значит, конденсация длилась $15$ мин.

в) За $20$ мин произошло два процесса. Первые $15$ мин конденсировался весь пар массой $0{,}5$ кг:

$$Q_1=Lm=2\,300\,000\cdot 0{,}5=1\,150\,000\text{ Дж}.$$

Следующие $5$ мин вода остывала. Какой она стала к $20$-й минуте, смотрим на рисунке: над делением $20$ линия проходит примерно на $55\ {}^\circ\text{С}$. Поэтому

$$\Delta t=100-55=45\ {}^\circ\text{С},$$

а теплота остывания равна

$$Q_2=cm\Delta t=4200\cdot 0{,}5\cdot 45=94\,500\text{ Дж}.$$

Складываем:

$$Q=1\,150\,000+94\,500=1\,244\,500\text{ Дж}\approx 1{,}24\text{ МДж}.$$

Проверим себя другим путём. Всё остывание от $100\ {}^\circ\text{С}$ до $20\ {}^\circ\text{С}$ дало бы $4200\cdot 0{,}5\cdot 80=168\,000$ Дж и заняло около $9$ мин. За $5$ мин из этих $9$ выйдет $168\,000\cdot\dfrac{5}{9}\approx 93\,000$ Дж, почти столько же.

Ответ

а) вода; б) 15 мин; в) примерно 1,24 МДж (конденсация 1150 кДж и остывание от 100 °С до примерно 55 °С около 95 кДж).
Другие задания по теме «Агрегатные Состояния Вещества» (8)