Global EE

Тепловые Явления — Задание 19 ОГЭ по физике №00040540

Задание №19. Качественная Задача

Тепловые Явления

№2. Задание 19

ID: 00040540

В первом из двух одинаковых сосудов при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении находится свеженалитая сырая вода, во втором – такое же количество воды, подвергшейся предварительному длительному кипячению. В каком из сосудов при нагревании на одинаковых плитках вода закипит быстрее? Ответ поясните.

Источник: ФИПИ

Решение

Условия опыта. Два одинаковых сосуда, одинаковое количество воды, одинаковые плитки, одинаковая стартовая комнатная температура и нормальное атмосферное давление. Отличие ровно одно: в первом сосуде вода свежая, из-под крана, а во втором — та, которую перед этим долго кипятили и остудили. Значит, ответ обязан упираться именно в это различие.

Чем сырая вода отличается от кипячёной. В обычной сырой воде растворён воздух — тот самый, которым дышат рыбы. Растворимость газов падает при нагревании, поэтому при долгом кипячении воздух из воды уходит: прокипячённая вода почти лишена растворённого газа.

Как начинается кипение. Кипение — это парообразование по всему объёму: внутри жидкости должны появиться и вырасти пузырьки пара. Но пузырёк не может родиться «из ничего»: ему нужен зародыш — крошечный готовый пузырёк газа, например у стенки сосуда или на пылинке. Растворённый в воде воздух при нагревании как раз и выделяется такими пузырьками (их видно на стенках чайника задолго до кипения). Внутрь этих пузырьков испаряется вода, они растут, всплывают — начинается кипение.

Что происходит в каждом сосуде.

  • Первый сосуд, сырая вода: воздуха в ней много, пузырьков-зародышей полно, и как только температура доходит до $100$ °С, кипение сразу же разворачивается.
  • Второй сосуд, кипячёная вода: газа почти нет, зародышей мало. Вода успевает нагреться выше $100$ °С (это называется перегревом), прежде чем кипение всё-таки начнётся, — и на этот дополнительный нагрев уходит лишнее время.

Вывод. Быстрее закипит вода в первом сосуде — свеженалитая сырая.

Ответ

Быстрее закипит вода в первом сосуде — свеженалитая сырая. В ней растворён воздух, который при нагревании выделяется в виде мелких пузырьков; эти пузырьки служат готовыми центрами парообразования, и кипение начинается сразу по достижении $100$ °С. В прокипячённой воде растворённого газа почти не осталось, зародышей для пузырьков пара мало, поэтому её приходится перегревать выше $100$ °С, и кипение наступает позже.
Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)