Тепловые Явления — Задание 19 ОГЭ по физике №00040485

Что дано

Весы уравновешены: на одной чаше блюдце с горячей водой, на другой — гири. Спрашивают, останется ли равновесие через некоторое время.

Идея

Весы сравнивают массы. Гири лежат себе и не меняются — а вот вода в открытом блюдце меняется, потому что идёт испарение.

Испарение — это переход жидкости в пар прямо с её поверхности, причём при любой температуре. Молекулы в жидкости движутся с разными скоростями; самые быстрые из тех, что оказались у поверхности, преодолевают притяжение соседей и улетают. Улетевшие молекулы — это вещество, которое покинуло блюдце, значит масса воды уменьшается.

Разбираем

Два обстоятельства ускоряют потерю массы:

• Вода горячая. Чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы и тем больше их доля способна вырваться с поверхности — испарение идёт интенсивнее.
• Блюдце широкое и открытое. Чем больше площадь свободной поверхности, тем больше молекул одновременно улетает.

Заодно вода в блюдце остывает: улетают самые быстрые молекулы, и средняя скорость оставшихся уменьшается — но испарение продолжается и при комнатной температуре, просто медленнее.

Вывод

Масса содержимого блюдца со временем становится меньше массы гирь, равенство сил тяжести на чашах нарушается. Равновесие не сохранится: чаша с блюдцем пойдёт вверх, а чаша с гирями опустится.