Global EE

Тепловые Явления — Задание 18 ОГЭ по физике №00018539

Задание №18. Текстовая Качественная Задача

Тепловые Явления

№2. Задание 18

ID: 00018539

Можно ли наблюдать процесс пузырькового кипения воды на космической станции в условиях невесомости? Ответ поясните.

Кипение

Если сосуд с жидкостью закрыть крышкой, поверхность жидкости покидают самые быстрые молекулы, а часть молекул пара возвращается обратно. Когда число возвращающихся молекул сравнивается с числом покидающих, наступает динамическое равновесие, а соответствующий пар называют насыщенным. Давление насыщенного пара зависит от вида жидкости и температуры (см. рисунок).

Рисунок к заданию 18 ОГЭ по физике — Тепловые Явления

Кипением называется процесс образования большого числа пузырьков пара по всему объёму жидкости и на её поверхности при нагревании. Эти пузырьки присутствуют в жидкости всегда, но становятся заметны только при кипении. Пузырьки расширяются и под действием выталкивающей силы Архимеда отрываются от дна, всплывают и лопаются на поверхности.

Кипение начинается при той температуре, когда давление насыщенного пара вырастает до атмосферного давления над поверхностью жидкости.

Источник: ФИПИ

Решение

В тексте описано, как идёт пузырьковое кипение: пузырьки пара растут и «под действием выталкивающей силы Архимеда отрываются от дна, всплывают и лопаются на поверхности». Значит, для привычного кипения нужна сила Архимеда. Выясним, есть ли она в невесомости.

Сила Архимеда возникает из-за того, что давление в жидкости растёт с глубиной: на нижнюю часть пузырька жидкость давит сильнее, чем на верхнюю. А растёт давление с глубиной потому, что верхние слои жидкости своим весом давят на нижние.

На космической станции всё находится в состоянии невесомости: вес жидкости равен нулю, верхние слои на нижние не давят, разницы давлений на разной глубине нет. Поэтому выталкивающая сила Архимеда на пузырьки не действует.

Пузырьки пара у нагревателя образуются, но всплывать им незачем: они остаются на месте, растут и сливаются друг с другом. Картины, которую мы называем пузырьковым кипением, — множества пузырьков, поднимающихся через всю жидкость к поверхности, — не будет.

Вывод: в условиях невесомости наблюдать пузырьковое кипение воды нельзя.

Ответ

Нет. В невесомости нет выталкивающей силы Архимеда, поэтому пузырьки пара не отрываются от дна и не всплывают — привычного пузырькового кипения не происходит.

Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)