1. Определи, какие из предложенных веществ находятся в газообразном агрегатном состоянии при температуре 200 °С. Ответ:

кислород

воздух

железо

медь


Вещество

Температура кипения

(при норм.

атм. давлении), °С

воздух −193

кислород −183

эфир 35

спирт. 78

вода 100

ртуть. 357

свинец 1740

медь 2567

железо 2862




2. Какое вещество поглощает большее количество энергии в процессе парообразования при температуре кипения: магний массой 138 г или олово массой 77 г? Во сколько раз? (Удельная теплота парообразования: магний — L1=5450000 Дж/кг, олово — L2=3020000 Дж/кг).



Ответ (округли до сотых): поглощает в ... раз(-а) большее количество энергии.





3. Найди, какое количество энергии нужно для обращения в пар воды массой 124 г, взятого(-ой) при температуре 29 °С. (Удельная теплоёмкость воды с=4200 Дж/кг·°С, температура кипения воды равна 100 ° С, удельная теплота парообразования воды L=2260000 Дж/кг).


Ответ (округли до целого числа): ... кДж.






4. В калориметре находилась вода массой 1 кг при температуре 97,7 ºC. В калориметр впустили водяной пар , температура которого 100 ºC.

При какой минимальной массе пара в калориметре может установиться температура 100 ºC. Удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг.


0.97 г

9.7 г

2.3 г

4.2 г





5. Кипятильник мощностью 0,5 кВт выключили через 5,25 минут после того, как нагреваемая жидкость закипела. За это время масса жидкости в сосуде уменьшилась на 200 г. Какова удельная теплота парообразования жидкости? Потери тепла не учитывайте.


(ответ дайте в кДж/кг)







6. Рассчитай объём ртути, если в процессе её кипения поглотилось 7605 Дж энергии?

(Удельная теплота парообразования ртути L=285000 Дж/кг, плотность ртути ρ=13600 кг/м³).



Ответ (округли до целого числа): ... см³.






7. В сосуде, теплоёмкость которого равна 186 Дж/°С, находится 3 л воды и 1,1 кг льда при 0°С. Чтобы получить воду с температурой 13 °С, в сосуд впускают водяной пар при 100 °С. Найди массу пара.

(Удельная теплоёмкость воды с=4200Джкг⋅° С, удельная теплота парообразования L =2260000 Дж/кг, удельная теплота плавления льда λ=330000 Дж/кг).


Ответ (округли до целого числа): ... г.

Ответы по заданиям:

1. Какие вещества находятся в газообразном состоянии при температуре 200 °С?

Температура кипения указывает, при какой температуре вещество переходит из жидкого состояния в газообразное. Вещество находится в газообразном состоянии, если температура выше температуры кипения.

• Воздух: Температура кипения −193 °С. При 200 °С это газ.
• Кислород: Температура кипения −183 °С. При 200 °С это газ.
• Железо: Температура кипения 2862 °С. При 200 °С это твёрдое тело.
• Медь: Температура кипения 2567 °С. При 200 °С это твёрдое тело.

Ответ: кислород, воздух.

2. Какое вещество поглощает больше энергии при парообразовании: магний массой 138 г или олово массой 77 г? Во сколько раз?

Для расчёта энергии используем формулу:
$Q = m \cdot L$,
где $m$ — масса вещества, $L$ — удельная теплота парообразования.

Для магния:
$Q_1 = 0,138 \, \text{кг} \cdot 5450000 \, \text{Дж/кг} = 751100 \, \text{Дж}.$

Для олова:
$Q_2 = 0,077 \, \text{кг} \cdot 3020000 \, \text{Дж/кг} = 232540 \, \text{Дж}.$

Во сколько раз больше:
$k = \frac{Q_1}{Q_2} = \frac{751100}{232540} \approx 3,23.$

Ответ: Магний поглощает в 3,23 раза больше энергии.

3. Сколько энергии нужно для превращения в пар 124 г воды при 29 °С?

Энергия состоит из двух частей: нагрев до 100 °С и парообразование:

1. Энергия нагрева:
   $Q_{\text{нагрев}} = m \cdot c \cdot \Delta T,$
   где $m = 0,124 \, \text{кг}, c = 4200 \, \text{Дж/кг·°С}, \Delta T = 100 - 29 = 71 \, \text{°С}.$

2. Энергия парообразования:
   $Q_{\text{пар}} = m \cdot L,$
   где $L = 2260000 \, \text{Дж/кг}.$

Общая энергия:

Ответ: 317 кДж.

4. Минимальная масса пара для нагрева воды до 100 °С.

Энергия, выделяемая паром при конденсации, должна компенсировать нагрев воды:

Энергия нагрева воды:
$Q_{\text{нагрев}} = m_{\text{вода}} \cdot c \cdot \Delta T,$
где $m_{\text{вода}} = 1 \, \text{кг}, c = 4200 \, \text{Дж/кг·°С}, \Delta T = 100 - 97,7 = 2,3 \, \text{°С}.$

Энергия выделения пара:
$Q_{\text{конденсация}} = m_{\text{пар}} \cdot L,$
где $L = 2300000 \, \text{Дж/кг}.$

Минимальная масса пара:

Ответ: 4,2 г.

5. Удельная теплота парообразования жидкости.

Энергия, затраченная кипятильником:

где $P = 0,5 \, \text{кВт} = 500 \, \text{Вт}, t = 5,25 \, \text{мин} = 315 \, \text{с}.$

Масса жидкости: $m = 200 \, \text{г} = 0,2 \, \text{кг}.$

Удельная теплота: