Ежедневно мы наблюдаем, как вода и ее пар переходят друг в друга. Лужи на асфальте после дождя высыхают, а водяной пар в воздухе по утрам часто превращается в мельчайшие капельки тумана.
Что произойдет, если сосуд с некоторым объемом жидкости закрыть крышкой? Каждую секунду поверхность жидкости по-прежнему будут покидать самые быстрые молекулы, ее масса будет уменьшаться, а концентрация молекул пара – увеличиваться. Одновременно с этим в жидкость из пара будет возвращаться часть его молекул, и чем больше будет концентрация пара, тем интенсивней будет процесс конденсации. Наконец наступит такое состояние, когда число молекул, возвращающихся в жидкость в единицу времени, в среднем станет равным числу молекул, покидающих ее за это время. Такое состояние называют динамическим равновесием, а соответствующий пар — насыщенным паром.
Давление насыщенного пара зависит от вида жидкости и температуры. Чем тяжелее оторвать молекулы жидкости друг от друга, тем меньше будет давление ее насыщенного пара. Зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры представлена на рисунке.
Кипением называется процесс образования большого числа пузырьков пара, происходящий по всему объему жидкости и на ее поверхности при нагревании. На самом деле эти пузырьки присутствуют в жидкости всегда, но их размеры растут и они становятся заметны только при кипении. Пузырьки расширяются и под действием выталкивающей силы Архимеда отрываются от дна, всплывают и лопаются на поверхности.
Кипение начинается при той температуре, когда пузырьки газа имеют возможность расширяться, а это происходит, если давление насыщенного пара вырастет до атмосферного давления. Таким образом, температура кипения — это температура, при которой давление насыщенного пара данной жидкости равно атмосферному давлению (давлению над поверхностью жидкости).
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.
1. В кастрюле-скороварке имеется предохранительный клапан, который открывается при давлении 1,4·105 Па. Температура кипения воды в скороварке равна 100 °C.
2. В кастрюле-скороварке имеется предохранительный клапан, который открывается при давлении 1,4·105 Па. Температура кипения воды в скороварке равна примерно 110 °C.
3. Давление насыщенного пара воды при температуре 20 °C составляет около 2 кПа, а давление насыщенного пара ртути при 20 °C — лишь 0,2 Па. Это означает, что кипение воды при температуре 20 °C невозможно.
4. Давление насыщенного пара воды при температуре 20 °C составляет около 2 кПа, а давление насыщенного пара ртути при 20 °C — лишь 0,2 Па. Это означает, что кипение ртути при температуре 20 °C невозможно.
5. Давление насыщенного пара воды при температуре 20 °C составляет около 2 кПа, а давление насыщенного пара ртути при 20 °C — лишь 0,2 Па. Это означает, что взаимодействие между молекулами ртути сильнее взаимодействия между молекулами воды.
Из диаграммы находим, что при давлении 1,4·105 Па температура кипения воды составляет примерно 110 °C.
Из текста ясно, что чем сильнее взаимодействие между молекулами, тем меньше давление насыщенного пара. Следовательно, верно утверждение 5.
Ответ: 2 и 5.
Можно ли наблюдать процесс пузырькового кипения воды на космической станции в условиях невесомости? Ответ поясните.
В кастрюле-скороварке имеется предохранительный клапан, который открывается при давлении 1,4·105 Па. Температура кипения воды в скороварке
1) равна 100 °C
2) равна примерно 110 °C
3) равна примерно 80 °C
4) зависит от атмосферного давления
Давление насыщенного пара воды при температуре 20 °C составляет около 2 кПа, а давление насыщенного пара ртути при 20 °C — лишь 0,2 Па. Это означает, что
1) кипение воды при температуре 20 °C невозможно
2) кипение ртути при температуре 20 °C невозможно
3) взаимодействие между молекулами воды сильнее взаимодействия между молекулами ртути
4) взаимодействие между молекулами ртути сильнее взаимодействия между молекулами воды