Самостоятельная работа №7. ИСПАРЕНИЕ И КОНДЕНСАЦИЯ.

Начальный уровень

1. Какая их жидкостей — вода, ртуть или эфир — ки­пит при самой низкой температуре?

2. Почему даже в жаркий день, выйдя из реки после купания, человек ощущает холод?

3. В каком агрегатном состоянии находится при норма­льном давлении спирт при 100°С и вода при 153°С?

4. Как влияет испарение на температуру жидкости? Приведите примеры.

5. Почему холодное стекло покрывается тонким слоем влаги, если на него подышать?

6. При какой температуре происходит испарение воды?

Средний уровень

1. На рисунке 1 изобра­жен график нагре­вания жидкости.

а) Какова температура кипения жидкости? Что это за жидкость? б) Сколько времени кипела жидкость?

2. На рисунке 2 изо­бражен график плавления льда и нагревания во­ды.

а) Какая температура была в конце наблюдения? б) Через какое время после начала наблюдения вода закипела?

3. На рисунке 3 изображены графики нагревания трех жидкостей. а) Какова температура кипения второй жидкости? Что это за жидкость? б) Через сколько минут после на­чала наблюдения закипела первая жидкость?

4. На рисунке 4 графически изображен тепловой процесс конденсации 1 л водяного пара и охлаждения образо­вавшейся воды.

а) Как изменялась температура воды в процессе кон­денсации и в процессе охлаждения? б) В начале или в конце процесса конденсации моле­кулы воды обладают большим запасом кинетической энергии?

5. а) Когда и почему запотевают очки? б) Сколько потребуется теплоты для испарения 100 г спирта, взятого при температуре кипения?

6. а) Что обладает большей внутренней энергией: вода при температуре 100°С или ее пар той же массы при той же температуре? б) Сколько теплоты выделится при конденсации 200 г спирта, взятого при температуре кипения?

Достаточный уровень

1. 3 кг льда, взятого при -20°С, нужно нагреть до ки­пения и испарить. Сколько для этого потребуется те­плоты? Изобразите процесс графически.

2. В калориметр со льдом массой 100 г и температурой 0°С впущен пар при температуре 100°С. Сколько воды окажется в калориметре непосредственно после того, как весь лед растает?

3. В сосуд с водой, взятой при 0°С, впустили 1 кг пара при 100°С. Спустя некоторое время в сосуде устано­вилась температура 20°С. Сколько воды было в со­суде? Теплообмен с окружающей средой отсутствует.

4. На примусе нагрели 4 кг воды, взятой при температуре 20°С, до кипения и полностью испарили. Определи­те, сколько керосина для этого потребовалось, если КПД примуса 25 %.

5. Смесь, состоящую из 5 кг льда и 15 кг воды при об­щей температуре 0°С, нужно нагреть до температу­ры 80°С пропусканием водяного пара при темпера­туре 100°С. Определить необходимое количество пара.

6. На электроплитке мощностью 600 Вт за 35 мин на­грели 2 л воды от 20°С до 100°С, причем 200 г воды обратилось в пар. Определить КПД электроплитки.

7. До какой температуры нагреется 0,8 л воды, нахо­дящейся в медном калориметре массой 0,7 кг и имеющей температуру 12°С, если ввести в калори­метр 0,05 кг пара при 100°С?

8. Сколько необходимо сжечь спирта, чтобы 2 кг льда, взятого при -5°С, расплавить и 1 кг полученной во­ды превратить в пар. КПД спиртовки 40 %.

Высокий уровень

1. В бак, содержащий воду массой 10 кг при температу­ре 20°С, бросили кусок железа массой 2 кг, нагре­тый до температуры 500°С. При этом некоторое ко­личество воды превратилось в пар. Конечная темпе­ратура, установившаяся в баке, равна 24°С. Опреде­лить массу воды, обратившейся в пар.

2. В сосуде, из которого быстро откачивают воздух, на­ходится небольшое количество воды с массой т при температуре 0°С. За счет интенсивного испарения происходит постепенное замораживание воды. Какая часть первоначальной массы воды может быть таким образом превращена в лед?

3. Расплавленный алюминий массой 1,2 кг, взятый при температуре плавления, влили в воду, масса которой 2,1 кг и температура 16°С. Найти сколько воды вы­кипит при этом.

4. Рассчитайте, с какой высоты должна упасть капля воды, чтобы при ударе полностью испариться. На­чальная температура капли 20°С. Сопротивление среды и энергию, пошедшую на разрушение поверх­ности капли, не учитывать.

5. В кусок льда массой 100 г и температурой -10°С влили 1,5 кг расплавленного свинца при температуре плавления. Сколько воды обратится в пар, если сви­нец остыл до температуры 27°С? Потерями энергии пренебречь.

6. В алюминиевую кастрюлю массой 600 г налили 1,5 л воды с температурой 20°С и поставили на электро­плитку, КПД которой 75 %. Через 35 мин вода за­кипела и 20 % ее превратилось в пар. Какова мощ­ность электроплитки?'

7. Медную деталь, нагретую до 720°С, погрузили в 1,75 кг воды при температуре 18°С. Вся вода при этом нагрелась до 100°С и 75 г ее обратилось в пар. Определить массу детали. Потерями энергии пренеб­речь.

8. На газовой горелке нагревается алюминиевый чай­ник массой 1,2 кг, содержащий 2 л воды при темпе­ратуре 15°С. Вода в чайнике нагрелась до 100°С и 200 г ее выпарилось. Каков КПД горелки, если при этом сгорело 0,1 м³ природного газа?