Вопросы:
1. Объясните на основе МКТ, как происходит процесс кипения.
2. Какой процесс называют кипением?
3. Что называют температурой кипения жидкости?
4. Сформулируйте условие кипения.
5. На что расходуется количество теплоты, подводимое к жидкости при кипении?
6. Что называют удельной теплотой парообразования?
7. Какова единица удельной теплоты парообразования?
8. Как рассчитать количество теплоты, необходимое для превращения жидкости в пар при температуре кипения?
Ответы:
1. Объяснение процесса кипения на основе МКТ (молекулярно-кинетической теории):
При нагревании жидкости увеличивается кинетическая энергия её молекул. Внутри жидкости образуются пузырьки пара. Когда давление насыщенного пара внутри этих пузырьков становится равным внешнему (атмосферному) давлению, пузырьки начинают быстро расти и подниматься к поверхности, лопаясь и выпуская пар. Этот процесс интенсивного парообразования по всему объёму жидкости и есть кипение.
2. Кипением называют процесс интенсивного парообразования, происходящий по всему объёму жидкости при определённой температуре.
3. Температурой кипения жидкости называют температуру, при которой жидкость кипит, то есть происходит интенсивное парообразование по всему её объёму.
4. Условие кипения:
Кипение происходит при такой температуре, при которой давление насыщенного пара внутри жидкости становится равным внешнему (атмосферному) давлению.
Если атмосферное давление увеличивается, температура кипения повышается.
Если атмосферное давление уменьшается, температура кипения понижается.
В высоких горах атмосферное давление ниже, поэтому температура кипения воды будет ниже, чем у подножья.
5. Количество теплоты, подводимое к жидкости при кипении, расходуется на увеличение потенциальной энергии молекул. Это необходимо для того, чтобы преодолеть силы притяжения между молекулами и удалить их друг от друга на значительное расстояние, превращая жидкость в пар.
6. Удельной теплотой парообразования называют количество теплоты, необходимое для превращения жидкости массой 1 кг в пар при температуре кипения.
7. Единица удельной теплоты парообразования — Джоуль на килограмм (Дж/кг).
8. Количество теплоты, необходимое для превращения жидкости в пар при температуре кипения, рассчитывается по формуле:
\[Q = Lm\]
Где:
\(Q\) — количество теплоты, полученное жидкостью, в Джоулях (Дж).
\(L\) — удельная теплота парообразования, в Джоулях на килограмм (Дж/кг).
\(m\) — масса образовавшегося пара, в килограммах (кг).