Агрегатные… — Задание Физика 8 Класс №00049407

Заметь: обе части задачи про одно: испаряясь, вода теряет энергию. Только в а) этот расход не остановить, а в б) его перекрывает крышка.

а) С поверхности озера всё время вылетают самые быстрые молекулы. Оставшиеся в среднем движутся медленнее, значит, вода остывает. Солнце и воздух её греют, а испарение одновременно охлаждает.

Оценим масштаб. С каждого квадратного метра испарился слой толщиной $1$ мм, это $1$ кг воды. На него ушло $2{,}3$ МДж. Если эту энергию отнять у воды глубиной $1$ м, то есть у $1000$ кг, она остынет на

$$\Delta t=\dfrac{2\,300\,000}{4200\cdot 1000}\approx 0{,}55\ {}^\circ\text{С}.$$

За день такое заметно, и вода держится прохладнее воздуха.

Есть и вторая причина: у воды удельная теплоёмкость $4200$ Дж/(кг·°С), а у воздуха $1000$ Дж/(кг·°С). При одной и той же теплоте килограмм воды нагреется в $4{,}2$ раза меньше, чем килограмм воздуха, да и прогреть надо всю толщу.

б) В открытой кастрюле пар уходит, а с ним уходит энергия, полученная от плиты. Под крышкой пар остаётся над водой, воздух там становится насыщенным, и сколько молекул вылетает, столько и возвращается. Энергия больше не утекает с паром, и почти вся теплота плиты идёт на нагрев.

Проверим себя наблюдением: сними крышку с горячей кастрюли. Сразу повалит пар, и нагрев заметно замедлится.