Global EE

Агрегатные… — Задание Физика 8 Класс №00049384

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Агрегатные Состояния Вещества

№2. Задание без номера

ID: 00049384

Пресную воду из морской можно получить двумя способами: вымораживанием и выпариванием. Какой способ с точки зрения физики выгоднее и почему?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

В обоих способах вода меняет агрегатное состояние, а соль остаётся. Выгоднее тот, где на каждый килограмм пресной воды нужно меньше энергии.

Вымораживание: вода становится льдом, у неё надо отнять теплоту кристаллизации. Удельная теплота плавления льда равна $34\cdot 10^4$ Дж/кг, то есть

$$Q_1=\lambda m=340\,000\cdot 1=0{,}34\text{ МДж}.$$

Выпаривание: вода становится паром. Для этого нужно

$$Q_2=Lm=2\,300\,000\cdot 1=2{,}3\text{ МДж}.$$

А это ещё не всё: при выпаривании воду сначала греют почти до кипения, и это отдельный расход. При вымораживании её только немного охлаждают.

Проверим себя отношением:

$$\dfrac{2{,}3}{0{,}34}\approx 6{,}8.$$

Даже без учёта нагрева вымораживание почти в $7$ раз экономнее. Оговорка: сравниваем только физику превращения. Устройство установки и то, насколько она на деле использует холод и жар, сюда не входят.

Ответ

Выгоднее вымораживание: при замерзании 1 кг воды нужно отвести около 0,34 МДж, а на испарение 1 кг требуется 2,3 МДж, да ещё воду надо сначала нагреть до кипения.
Другие задания по теме «Агрегатные Состояния Вещества» (8)