01. Вводный урок по теме: «Агрегатные состояния вещества»
10 мин
02. Плавление и отвердевание кристаллических тел. График плавления и отвердевания
10 мин
03. Удельная теплота плавления
5 мин
04. Решение задач по теме «Нагревание и плавление кристаллических тел»
18 мин
05. Испарение. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение её при конденсации пара
15 мин
06. Кипение. Удельная теплота парообразования и конденсации
17 мин
07. Решение задач по теме «Агрегатные состояния вещества. Переходы из одного агрегатного состояния в другое»
22 мин
08. Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха
16 мин
09. Работа газа и пара при расширении. Двигатель внутреннего сгорания
11 мин
10. Паровая турбина. КПД теплового двигателя
12 мин
11. Решение задач по теме «КПД»
26 мин
12. Решение более сложных задач по теме «Изменение агрегатных состояний вещества»
31 мин
07. Решение задач по теме «Агрегатные состояния вещества. Переходы из одного агрегатного состояния в другое»
Видео доступно по абонементу
Уравнения, применяемые в решении задач
Для решения задач вспомним уравнения, которые будем использовать:
В этих уравнениях используются две постоянные величины, которые определяются по таблице (табл. 1):
с – удельная теплоемкость вещества, измеряется [Дж/ кг · 0С ] L – удельная теплота парообразования, [Дж/ кг].
Первая задача
Какое количество теплоты необходимо сообщить двум килограммам воды, взятым при температуре 50 0С, чтобы полностью эту воду превратить в пар?
Запишем краткое содержание задачи и для простоты решения нарисуем график, на котором покажем все процессы, происходящие с водой, – нагревание и парообразование (рис. 2).
На графике Рис. 2 две оси: вертикальная ось температуры и горизонтальная времени.
Точка А – это начальная точка воды при 50 0С, линия АВ – это процесс нагревания воды до кипения в точке В, которая показывает, что два килограмма воды начинают кипеть, то есть вода приступила к парообразованию. ВС – это процесс когда вода превращается в пар.
Из таблицы Рис. 1 выберем удельную теплоемкость воды и удельную теплоту парообразования воды.
В этих двух величинах есть особенность: вторая величина выражена 106, поэтому при решении необходимо учитывать все нули, которые спрятаны в шестой степени.
Начнем вычислять количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 50 0С до температуры кипения:
Второе количество теплоты мы определим как произведение удельной теплоты парообразования, умноженное на массу воды.
Завершающий этап – это сложение первого и второго количества теплоты для получения полного количества теплоты:
Ответ – это результат, который нам необходимо было получить, и записывается он обязательно после решения задачи. Таким образом, мы выяснили, что для нагрева и парообразования воды нам необходимо количество теплоты, равное 5,02 · 106 Дж.
Вторая задача
Вторая задача будет обратной предыдущей.
200 грамм водяного пара, взятого при температуре 100 0С, перевели в воду, взятую при температуре 20 0С. Какое количество теплоты при этих процессах вода и пар передали окружающей среде?
Запишем краткое условие задачи и рассмотрим график процессов (рис. 3):
График у нас состоит из двух частей, сначала будет происходить обратный процесс парообразования, то есть конденсация, когда пар превращается в воду – АВ, и остывание воды, которая получилась в результате конденсации – ВС.
Точка А соответствует температуре 100 0С, это начало конденсации пара, прямая АВ – процесс, когда пар переходит из газообразного состояния в жидкость, в точке В – это уже вода при температуре 100 0С, и ВС – это линия, которая характеризует остывание воды. Точка С – конечная температура, которая соответствует 20 0С.
Решение задачи будет связано с теми же постоянными величинами, которые мы использовали в решении предыдущей задачи: удельной теплоемкостью воды и удельной теплотой парообразования.
Сначала мы определим количество теплоты, которое окружающая среда получит в момент конденсации пара, и количество теплоты, которое окружающая среда получит в результате остывания воды.
В этом случае удельная теплота парообразования берется со знаком «- », это означает, что вещество не получает тепло, а, наоборот, отдает.
Знак «-» в ответе говорит о том, что количество теплоты, которое выделилось при остывании и конденсации жидкости и пара, соответственно, будет передано окружающей среде.
Заключение
Мы рассмотрели решение задач и видим, что оно связано с нашей жизнью, ведь при наступлении осени и похолодании вода, находящаяся в атмосфере в виде пара, начинает конденсироваться. В результате выделяется количество теплоты, и выдаются теплые дни, когда это тепло прогревает воду.
На следующем занятии мы с вами поговорим о влажности воздуха.
Список литературы
Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. – М.: Мнемозина.
Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
Домашнее задание
Какими путями обусловлены процессы парообразования?
О чем говорит отрицательное значение удельной теплоты парообразования?