Тепловые Явления

Задание №19. Качественная Задача

№2. Задание 19

ID: 00018583

На стол поставили две одинаковые кастрюли, заполненные водой, доведённой на плите до кипения, — одну открытую, а другую закрытую крышкой. Какая из них остынет быстрее? Ответ поясните.

Источник: ФИПИ

Решение

Обе кастрюли горячее воздуха в комнате и остывают, отдавая ему тепло. Вопрос в том, у какой из них потери тепла больше.

Через стенки и дно обе кастрюли теряют тепло одинаково — они одинаковые и стоят на одном столе. Разница только сверху.

У открытой кастрюли вода с поверхности свободно испаряется. Чтобы превратить воду в пар, нужна большая энергия (теплота парообразования), и берётся она у самой воды: вылетают самые быстрые молекулы, и оставшаяся вода остывает. Образовавшийся пар и нагретый воздух тут же поднимаются вверх, на их место приходит сухой прохладный воздух — и испарение продолжается.

У закрытой кастрюли пар остаётся под крышкой. Он быстро становится насыщенным: сколько молекул вылетает из воды, столько же возвращается обратно. Испарение перестаёт уносить энергию, а крышка к тому же не выпускает нагретый воздух.

Значит, открытая кастрюля теряет тепло и через стенки, и за счёт испарения, а закрытая — почти только через стенки и крышку. Быстрее остынет открытая кастрюля.

Ответ

Быстрее остынет открытая кастрюля: с её поверхности интенсивно испаряется вода, унося тепло, и свободно уходит тёплый воздух; крышка же эти потери уменьшает.

Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)