Parehong sangkap sa tunay na mundo depende sa mga kondisyon sa kapaligiran, maaari itong nasa iba't ibang estado. Halimbawa, ang tubig ay maaaring nasa anyo ng isang likido, sa ideya ng isang solidong - yelo, sa anyo ng isang gas - singaw ng tubig.

• Ang mga estadong ito ay tinatawag na pinagsama-samang estado ng bagay.

Ang mga molekula ng isang sangkap sa iba't ibang estado ng pagsasama-sama ay hindi naiiba sa bawat isa. Ang tiyak na estado ng pagsasama-sama ay tinutukoy ng lokasyon ng mga molekula, pati na rin ang likas na katangian ng kanilang paggalaw at pakikipag-ugnayan sa isa't isa.

Gas - ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay mas malaki kaysa sa laki ng mga molekula mismo. Ang mga molekula sa isang likido at isang solid ay matatagpuan malapit sa isa't isa. Sa solids ito ay mas malapit pa.

Upang baguhin ang estado ng pagsasama-sama ng katawan, kailangan nitong magbigay ng kaunting enerhiya. Halimbawa, para maging singaw ang tubig, kailangan itong painitin. Para maging tubig muli ang singaw, dapat itong magbigay ng enerhiya.

Ang paglipat mula sa solid hanggang likido

Ang paglipat ng isang sangkap mula sa solid hanggang likido ay tinatawag na pagtunaw. Upang magsimulang matunaw ang isang katawan, dapat itong painitin sa isang tiyak na temperatura. Ang temperatura kung saan natutunaw ang isang sangkap ay ay tinatawag na melting point ng isang substance.

Ang bawat sangkap ay may sariling punto ng pagkatunaw. Para sa ilang mga katawan ito ay napakababa, halimbawa, para sa yelo. At ang ilang mga katawan ay may napakataas na punto ng pagkatunaw, halimbawa, bakal. Sa pangkalahatan, ang pagtunaw ng isang mala-kristal na katawan ay isang kumplikadong proseso.

Graph ng Natunaw ng Yelo

Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng isang graph ng pagkatunaw ng isang mala-kristal na katawan, sa kasong ito ay yelo.

• Ipinapakita ng graph ang pagdepende ng temperatura ng yelo sa oras na ito ay pinainit. Ang temperatura ay ipinapakita sa vertical axis, ang oras ay ipinapakita sa horizontal axis.

Mula sa graph na sa simula ang temperatura ng yelo ay -20 degrees. Pagkatapos ay sinimulan na nila itong painitin. Nagsimulang tumaas ang temperatura. Ang Seksyon AB ay ang seksyon kung saan pinainit ang yelo. Sa paglipas ng panahon, tumaas ang temperatura sa 0 degrees. Ang temperaturang ito ay itinuturing na punto ng pagkatunaw ng yelo. Sa temperaturang ito, nagsimulang matunaw ang yelo, ngunit tumigil ang pagtaas ng temperatura nito, bagama't patuloy din ang pag-init ng yelo. Ang natutunaw na lugar ay tumutugma sa lugar ng BC sa graph.

Pagkatapos, kapag ang lahat ng yelo ay natunaw at naging likido, ang temperatura ng tubig ay nagsimulang tumaas muli. Ito ay ipinapakita sa graph sa pamamagitan ng ray C. Iyon ay, napagpasyahan namin na sa panahon ng pagtunaw ang temperatura ng katawan ay hindi nagbabago, Ang lahat ng papasok na enerhiya ay ginagamit para sa pagtunaw.

magpapatuloy ang pagbaba ng temperatura, ngunit lalamig lamang ang nabuong solid (seksyon F G).

Tulad ng ipinapakita ng karanasan, sa panahon ng pagkikristal sa seksyon ng EF, eksaktong parehong dami ng init na Q = m ang inilabas na na-absorb sa panahon ng pagtunaw sa seksyon ng BC.

10.5 Pagsingaw at paghalay

Ang singaw ay ang paglipat ng isang likido sa isang gas na estado (singaw). Mayroong dalawang paraan ng pagsingaw: pagsingaw at pagkulo.

Ang evaporation ay ang pangalang ibinigay sa vaporization na nangyayari sa anumang temperatura mula sa libreng ibabaw ng isang likido. Tulad ng naaalala mo mula sa sheet na "Saturated vapor", ang sanhi ng pagsingaw ay ang pag-alis mula sa likido ng pinakamabilis na molekula na magagawang pagtagumpayan ang mga puwersa ng intermolecular attraction. Ang mga molekulang ito ay bumubuo ng singaw sa itaas ng ibabaw ng likido.

Iba't ibang likido ang sumingaw mula sa sa iba't ibang bilis: paano higit na kapangyarihan ang pagkahumaling ng mga molekula sa isa't isa, ang mas kaunting mga molekula sa bawat yunit ng oras ay magagawang pagtagumpayan ang mga ito at lumipad palabas, at mas mababa ang rate ng pagsingaw. Mabilis na sumingaw ang eter, acetone, at alkohol (minsan ay tinatawag silang volatile liquids), mas mabagal na sumingaw ang tubig, at mas mabagal na sumingaw ang langis at mercury kaysa tubig.

Ang rate ng pagsingaw ay tumataas sa pagtaas ng temperatura (sa mainit na panahon, ang paglalaba ay matutuyo nang mas mabilis), dahil ang average na kinetic energy ng mga likidong molekula ay tumataas, at sa gayon ang bilang ng mga mabilis na molekula na may kakayahang umalis sa mga limitasyon nito ay tumataas.

Ang rate ng pagsingaw ay nakasalalay sa lugar ng ibabaw ng likido: mas malaki ang lugar, mas maraming mga molekula ang may access sa ibabaw, at ang pagsingaw ay nangyayari nang mas mabilis (kaya naman kapag nagsasampay ng labada, maingat itong itinutuwid).

Kasabay ng pagsingaw, ang kabaligtaran na proseso ay sinusunod din: ang mga molekula ng singaw, na gumagawa ng mga random na paggalaw sa itaas ng ibabaw ng likido, bahagyang bumalik sa likido. Ang pagbabago ng singaw sa likido ay tinatawag na condensation.

Ang condensation ay nagpapabagal sa pagsingaw ng isang likido. Kaya, sa tuyong hangin, ang paglalaba ay matutuyo nang mas mabilis kaysa sa mahalumigmig na hangin. Mas mabilis itong matutuyo sa hangin: ang singaw ay dinadala ng hangin, at ang pagsingaw ay nangyayari nang mas matindi.

Sa ilang sitwasyon, ang rate ng condensation ay maaaring katumbas ng rate ng evaporation. Pagkatapos ang parehong mga proseso ay binabayaran ang isa't isa at ang dynamic na balanse ay nangyayari: ang likido ay hindi sumingaw mula sa isang mahigpit na selyadong bote sa loob ng maraming taon, at sa kasong ito ay may puspos na singaw sa itaas ng ibabaw ng likido.

Patuloy nating sinusunod ang paghalay ng singaw ng tubig sa kapaligiran sa anyo ng mga ulap, ulan at hamog na bumabagsak sa umaga; Ito ay evaporation at condensation na nagsisiguro sa ikot ng tubig sa kalikasan, na sumusuporta sa buhay sa Earth.

Dahil ang pagsingaw ay ang pag-alis ng pinakamabilis na molekula mula sa likido, sa panahon ng proseso ng pagsingaw ang average na kinetic energy ng mga likidong molekula ay bumababa, i.e. lumalamig ang likido. Pamilyar na pamilyar ka sa pakiramdam ng lamig at minsan pa nga ang ginaw (lalo na sa hangin) kapag lumabas ka sa tubig: ang tubig, na sumingaw sa buong ibabaw ng katawan, nagdadala ng init, habang pinapabilis ng hangin ang proseso ng pagsingaw19.

Ang parehong lamig ay mararamdaman kung magpapatakbo ka ng isang piraso ng cotton wool na binasa sa isang pabagu-bagong solvent (sabihin, acetone o nail polish remover) sa iyong kamay. Sa apatnapu't-degree na init, salamat sa tumaas na pagsingaw ng kahalumigmigan sa pamamagitan ng mga pores ng ating katawan, pinapanatili natin ang ating temperatura sa normal na antas; nang wala itong thermoregulatory mechanism, sa ganoong init

19 Ngayon ay malinaw na kung bakit tayo humihip ng mainit na tsaa. Sa pamamagitan ng paraan, mas mahusay na gumuhit ng hangin sa iyong sarili, dahil ang tuyong hangin sa paligid ay lumalabas sa ibabaw ng tsaa, at hindi basa-basa na hangin mula sa ating mga baga;-)

mamamatay na lang tayo.

Sa kabaligtaran, sa panahon ng proseso ng paghalay, ang likido ay uminit: kapag ang mga molekula ng singaw ay bumalik sa likido, sila ay pinabilis ng mga kaakit-akit na puwersa mula sa kalapit na mga molekula ng likido, bilang isang resulta kung saan ang average na kinetic na enerhiya ng mga likidong molekula ay tumataas ( ihambing ang hindi pangkaraniwang bagay na ito sa paglabas ng enerhiya sa panahon ng pagkikristal ng isang matunaw!).

10.6 Pagpapakulo

Ang proseso ng kumukulong tubig ay pamilyar sa iyo. Hindi tulad ng pagsingaw, na nangyayari lamang mula sa libreng ibabaw ng likido, ang pagkulo ay singaw na nangyayari sa buong dami ng likido.

Posible ang pagkulo dahil ang isang tiyak na dami ng hangin ay palaging natutunaw sa isang likido, na napupunta doon bilang isang resulta ng pagsasabog. Kapag ang likido ay pinainit, ang hangin na ito ay lumalawak, ang mga bula ng hangin ay unti-unting lumalaki sa laki at nakikita ng mata (sa isang kawali ng tubig sila ay tumira sa ilalim at mga dingding). Sa loob ng mga bula ng hangin ay may puspos na singaw, ang presyon kung saan, tulad ng naaalala mo, ay mabilis na tumataas sa pagtaas ng temperatura.

Kung mas malaki ang mga bula, mas malaki ang pagkilos ng puwersa ng Archimedean sa kanila, at sa isang tiyak na sandali ang mga bula ay magsisimulang maghiwalay at lumutang. Tumataas paitaas, ang mga bula ay pumapasok sa hindi gaanong pinainit na mga layer ng likido; ang singaw sa kanila ay namumuo, at ang mga bula ay lumiliit muli. Ang pagbagsak ng mga bula ay nagdudulot ng pamilyar na ingay na nauuna sa pagkulo ng takure. Sa wakas, sa paglipas ng panahon, ang buong likido ay umiinit nang pantay-pantay, ang mga bula ay umabot sa ibabaw at sumabog, naglalabas ng hangin at singaw, ang ingay ay pinalitan ng pag-ungol, at ang likido ay kumukulo.

Ang mga bula ay nagsisilbing "konduktor" ng singaw mula sa loob ng likido hanggang sa ibabaw nito. Sa panahon ng pagkulo, kasama ng normal na pagsingaw, ang likido ay na-convert sa singaw sa buong volume, pagsingaw sa mga bula ng hangin, na sinusundan ng paglabas ng singaw sa labas. Ito ang dahilan kung bakit mabilis na sumingaw ang kumukulong likido: ang isang takure, kung saan ang tubig ay sumingaw sa loob ng maraming araw, ay kumukulo sa loob ng kalahating oras.

Hindi tulad ng pagsingaw, na nangyayari sa anumang temperatura, ang isang likido ay nagsisimulang kumulo lamang kapag naabot ang punto ng kumukulo, tiyak na ang temperatura kung saan ang mga bula ng hangin ay maaaring lumutang at maabot ang ibabaw. Sa punto ng kumukulo, ang puspos na presyon ng singaw ay nagiging katumbas ng panlabas na presyon sa likido (sa partikular, presyon ng atmospera). Alinsunod dito, mas malaki ang panlabas na presyon, mas mataas ang temperatura kung saan magsisimula ang pagkulo.

Sa normal na atmospheric pressure (1 atm o 105 Pa), ang kumukulo na punto ng tubig ay

100 C. Samakatuwid, ang presyon ng saturated water vapor sa temperatura na 100 C ay katumbas ng 105 Pa. Ang katotohanang ito ay dapat malaman upang malutas ang mga problema; madalas itong itinuturing na kilala bilang default.

Sa tuktok ng Elbrus, ang presyon ng atmospera ay 0.5 atm, at ang tubig doon ay kumukulo sa temperatura na 82 C. At sa ilalim ng presyon ng 15 atm, ang tubig ay magsisimulang kumulo lamang sa 200 C.

Ang boiling point (sa normal na atmospheric pressure) ay isang mahigpit na tinukoy na halaga para sa isang partikular na likido20. Kaya, kumukulo ang alkohol sa 78 C, eter sa 35 C, mercury sa 357 C. Pakitandaan: kung mas pabagu-bago ang likido, mas mababa ang punto ng kumukulo nito. Sa talahanayan ng mga punto ng kumukulo makikita rin natin na kumukulo ang oxygen sa 183 C. Nangangahulugan ito na sa mga ordinaryong temperatura ang oxygen ay isang gas!

20 Ang mga puntong kumukulo na ibinigay sa mga talahanayan ng mga aklat-aralin at mga sangguniang aklat ay ang mga puntong kumukulo ng mga likidong purong kemikal. Ang pagkakaroon ng mga impurities sa isang likido ay maaaring magbago ng kumukulo. Sabihin, ang tubig sa gripo ay naglalaman ng dissolved chlorine at ilang asin, kaya ang kumukulo na punto nito sa normal na presyon ng atmospera ay maaaring bahagyang mag-iba mula sa 100 C.

Alam natin na kung aalisin ang takure sa init, agad na titigil ang pagkulo.Ang proseso ng pagkulo ay nangangailangan ng tuluy-tuloy na supply ng init. Kasabay nito, ang temperatura ng tubig sa takure ay tumitigil sa pagbabago pagkatapos kumukulo, na nananatili sa 100 C sa lahat ng oras. Saan napupunta ang ibinibigay na init?

Ang sitwasyon ay katulad ng proseso ng pagtunaw: ginagamit ang init upang mapataas ang potensyal na enerhiya ng mga molekula. Sa kasong ito, upang magsagawa ng trabaho upang alisin ang mga molekula sa ganoong mga distansya na ang mga puwersa ng pagkahumaling ay hindi magagawang panatilihing malapit ang mga molekula sa isa't isa, at ang likido ay magiging isang gas na estado.

10.7 Boiling graph

Isaalang-alang natin ang isang graphical na representasyon ng proseso ng pag-init ng isang likido, ang tinatawag na boiling graph (Larawan 24).

Ang seksyon AB ay nauuna sa simula ng pagkulo. Sa seksyon BC kumukulo ang likido at bumababa ang masa nito. Sa punto C ang likido ay ganap na kumukulo.

Upang ganap na makapasa sa seksyon BC, ibig sabihin, upang ang isang likido na nadala na sa kumukulong punto ay ganap na na-convert sa singaw, isang tiyak na halaga ng init na Qsteam ay dapat ibigay sa likidong ito. Ipinapakita ng karanasan na ang isang naibigay na halaga ng init ay direktang proporsyonal sa masa ng likido:

Qpar = Lm:

Ang koepisyent ng proporsyonalidad L ay tinatawag na tiyak na init ng pagsingaw ng likido (sa puntong kumukulo). Ang tiyak na init ng singaw ay ayon sa bilang na katumbas ng dami ng init na dapat ibigay sa 1 kg ng likido na kinuha sa punto ng kumukulo upang ganap itong mabago sa singaw.

Kaya, sa 100 C, ang tiyak na init ng singaw ng tubig ay 2300 kJ/kg. Ito ay kagiliw-giliw na ihambing ito sa tiyak na init ng pagkatunaw ng yelo (340 kJ/kg); ang tiyak na init ng singaw ay halos pitong beses na mas malaki! Hindi ito nakakagulat: pagkatapos ng lahat, upang matunaw ang yelo, kailangan mo lamang sirain ang nakaayos na pag-aayos ng mga molekula ng tubig sa mga node kristal na sala-sala; sa kasong ito, ang mga distansya sa pagitan ng mga molekula ay nananatiling halos pareho (sa pagkakasunud-sunod ng mga sukat ng mga molekula mismo). Ngunit upang gawing singaw ang tubig, kailangan mong gumawa ng higit pang trabaho upang masira ang lahat ng mga bono sa pagitan ng mga molekula at ilipat ang mga molekula sa makabuluhang distansya mula sa isa't isa (mas malaki kaysa sa laki ng mga molekula).

10.8 Condensation graph

Ang proseso ng steam condensation at kasunod na paglamig ng likido ay nakikita sa graph na simetriko sa proseso ng pag-init at pagkulo. Narito ang kaukulang condensation graph para sa kaso ng isang daang degree na singaw ng tubig, na kadalasang nahaharap sa mga problema (Larawan 25).

Sa punto C mayroon kaming singaw ng tubig sa 100 C. Sa seksyon CD condensation nangyayari; sa loob ng seksyong ito ay may pinaghalong singaw at tubig sa 100 C. Sa puntong D wala nang singaw, mayroon lamang tubig sa 100 C. Seksyon DE ang paglamig ng tubig na ito.

Ipinakikita ng karanasan na sa panahon ng paghalay ng isang singaw na mass m (ibig sabihin, kapag dumadaan sa isang seksyon ng CD), eksaktong parehong dami ng init na Q = Lm ay inilabas na ginugol sa pag-convert ng isang likido na mass m sa singaw sa isang naibigay na temperatura.

Ihambing natin ang mga sumusunod na dami ng init para sa kasiyahan:

Q1, na inilabas sa paghalay ng 1 g ng singaw ng tubig;

Q2, na inilalabas kapag ang nagreresultang 100-degree na tubig ay lumalamig sa temperatura na, halimbawa, 20 C.

Q1 = Lm = 2300000 0;001 = 2300 J;

Q2 = cm t = 4200 0;001 80 = 336 J:

Ang mga numerong ito ay malinaw na nagpapakita na ang isang paso ng singaw ay mas malala kaysa sa isang paso sa tubig na kumukulo. Kapag nadikit ang kumukulong tubig sa balat, ¾Q2 lang ang ilalabas (lumalamig ang kumukulong tubig). Ngunit sa kaso ng paso, ang singaw ay unang ilalabas sa pamamagitan ng isang order ng magnitude malaking dami init Q1 (steam condenses), isang daang degree na tubig ay nabuo, pagkatapos ay ang parehong halaga Q2 ay idaragdag habang ang tubig na ito ay lumalamig.

Pagkalkula ng dami ng init. Kahusayan ng pampainit

892. Anong masa ng mercury ang may parehong kapasidad ng init sa 13 kg ng alkohol? Ang tiyak na kapasidad ng init ng alkohol ay 2440 J/(kgK), ang tiyak na kapasidad ng init ng mercury ay 130 J/(kgK). (244)

893. Kapag ang dalawang magkatulad na katawan ay kumakapit sa isa't isa, ang kanilang temperatura pagkatapos ng isang minuto ay tumataas ng 30°C. Ano ang average na kapangyarihan na nabuo sa parehong mga katawan sa panahon ng alitan? Ang kapasidad ng init ng bawat katawan ay 800 J/K. (800)

894. Sa isang 600 W electric stove, ang 3 litro ng tubig ay pinainit hanggang sa kumukulo sa loob ng 40 minuto. Ang paunang temperatura ng tubig ay 20°C. Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kgK). Tukuyin ang kahusayan (sa porsyento) ng pag-install. (70)

895. Kapag nag-drill ng metal gamit ang hand drill, ang drill na tumitimbang ng 0.05 kg ay pinainit ng 20°C sa loob ng 200 s ng tuluy-tuloy na operasyon. Ang average na kapangyarihan na natupok ng isang drill mula sa mains kapag ang pagbabarena ay 10 W. Anong porsyento ng ginugol na enerhiya ang ginamit upang painitin ang drill, kung ang tiyak na kapasidad ng init ng drill material ay 460 J/(kgK)? (23)

896. Kapag nagpapatakbo ng de-koryenteng motor na may lakas na 400 W, umiinit ito ng 10 K sa loob ng 50 segundo ng tuluy-tuloy na operasyon. Ano ang kahusayan (sa porsyento) ng motor? Ang kapasidad ng init ng motor ay 500 J/K. (75)

897. Nagsisimulang uminit ang isang transpormer na nakalubog sa langis dahil sa sobrang karga. Ano ang kahusayan nito (sa porsyento) kung, sa buong lakas na 60 kW, ang langis na tumitimbang ng 60 kg ay uminit ng 30°C sa loob ng 4 na minuto ng operasyon ng transpormer? Ang tiyak na kapasidad ng init ng langis ay 2000 J/(kgK). (75)

898. Ang generator ay naglalabas ng mga ultra-high frequency pulse na may enerhiya na 6 J sa bawat pulso. Ang rate ng pag-uulit ng pulso ay 700 Hz. Ang kahusayan ng generator ay 60%. Ilang litro ng tubig kada oras ang dapat dumaan sa cooling system ng generator upang ang tubig ay uminit ng hindi hihigit sa 10 K? Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kg K). (240)

899. Gaano karaming yelo, na kinuha sa temperatura na 0°C, ang maaaring matunaw sa pamamagitan ng pagbibigay nito ng enerhiya na 0.66 MJ? Ang tiyak na init ng pagkatunaw ng yelo ay 330 kJ/kg. (2)

900. Kapag ang 100 kg ng bakal ay tumigas sa punto ng pagkatunaw nito, 21 MJ ng init ang pinakawalan. Ano ang tiyak na init ng pagsasanib (sa kJ/kg) ng bakal? (210)

901. Anong dami ng init (sa kJ) ang dapat ibigay sa 2 kg ng yelo na kinuha sa temperaturang 10°C upang ganap itong matunaw? Ang tiyak na kapasidad ng init ng yelo ay 2100 J/(kgK), ang tiyak na init ng pagkatunaw ng yelo ay 330 kJ/kg. (702)

902. Upang gawing tubig ang tiyak na dami ng yelo na kinuha sa temperaturang 50°C sa temperaturang 50°C, kinakailangan ang 645 kJ ng enerhiya. Ano ang masa ng yelo? Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kgK), ang tiyak na kapasidad ng init ng yelo ay 2100 J/(kgK), ang tiyak na init ng pagkatunaw ng yelo ay 3.310 5 J/kg. (1)

903. Anong dami ng init (sa kJ) ang kailangan para gawing singaw ang 0.1 kg ng kumukulong tubig? Ang tiyak na init ng singaw ng tubig ay 2.26 MJ/kg. (226)

904. Gaano karaming init (sa kJ) ang ilalabas kapag ang 0.2 kg ng singaw ng tubig ay namuo sa temperaturang 100°C? Ang tiyak na init ng singaw ng tubig ay 2.310 6 J/kg. (460)

905. Anong dami ng init (sa kJ) ang dapat idagdag sa 1 kg ng tubig na kinuha sa 0°C upang mapainit ito sa 100°C at ganap itong sumingaw? Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kgK), ang tiyak na init ng singaw ng tubig ay 2.310 6 J/kg. (2720)

906. Upang magpainit ng tubig na kinuha sa temperatura na 20°C at gawing singaw, 2596 kJ ng enerhiya ang naubos. Tukuyin ang masa ng tubig. Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kgK), ang tiyak na init ng singaw ng tubig ay 2.26 MJ/kg. (1)

907. Ang isang electric furnace na may lakas na 100 kW ay ginagamit upang matunaw ang isang toneladang bakal. Ilang minuto ang tatagal ng pagkatunaw kung ang ingot ay dapat na pinainit hanggang 1500 K bago magsimula ang pagtunaw? Ang tiyak na kapasidad ng init ng bakal ay 460 J/(kgK), ang tiyak na init ng pagsasanib ng bakal ay 210 kJ/kg. (150)

908. Upang magpainit ng tiyak na masa ng tubig mula 0°C hanggang 100°C, kinakailangan ang 8400 J ng init. Gaano karaming init (sa kJ) ang kinakailangan upang ganap na sumingaw ang tubig na ito? Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kg K), ang tiyak na init ng singaw ng tubig ay 2300 kJ/kg. (46)

909. Tumagal ng 21 minuto upang palamig ang tubig sa refrigerator mula 33°C hanggang 0°C. Gaano katagal bago maging yelo ang tubig na ito? Tiyak na kapasidad ng init ng tubig 4200 J/(kg K), tiyak na init ng pagkatunaw ng yelo 3.3 10 5 J/kg. Ibigay ang sagot sa ilang minuto. (50)

910. Ang isang sisidlan na may tubig ay pinainit sa isang electric stove mula 20°C hanggang kumukulo sa loob ng 20 minuto. Ilang oras pa (sa minuto) ang kailangan para gawing singaw ang 42% ng tubig? Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kgK), ang tiyak na init ng singaw ng tubig ay 2.210 6 J/kg. (55)

911. Kalkulahin ang kahusayan (sa porsyento) ng isang gas burner kung ito ay gumagamit ng gas na may partikular na calorific value na 36 MJ/m 3 , at ang pagpainit ng takure na may 3 litro ng tubig mula 10°C hanggang kumukulo ay nangangailangan ng 60 litro ng gas. Ang kapasidad ng init ng takure ay 600 J/K. Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kg K). (55)

912. Upang patakbuhin ang isang steam engine, 210 kg ng karbon ay natupok sa loob ng 1 oras. Ang makina ay pinalamig ng tubig, na may temperaturang pumapasok na 17°C at temperatura sa labasan na 27°C. Tukuyin ang konsumo ng tubig (sa kg) sa 1 s kung 24% ng kabuuang dami ng init ang ginagamit upang painitin ito. Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kgK), ang tiyak na init ng pagkasunog ng karbon ay 30 MJ/kg. (10)

913. Ilang kilometro ang tatagal ng 10 kg ng gasolina para sa makina ng kotse na nagkakaroon ng lakas na 69 kW sa bilis na 54 km/h at may kahusayan na 40%? Ang tiyak na init ng pagkasunog ng gasolina ay 4.610 7 J/kg. (40)

914. Sa panahon ng hindi nababanat na epekto sa isang pader, ang isang bala na may bilis na 50 m/s ay pinainit ng 10°C. Ipagpalagay na natanggap ng bala ang lahat ng enerhiya na inilabas sa pagtama, hanapin ang tiyak na kapasidad ng init ng materyal ng bala. (125)

915. Dalawang magkaparehong bala ang tumama sa pader. Ang unang bala ay uminit ng 0.5 K, ang pangalawa - ng 8 K. Ilang beses ang bilis ng pangalawang bala na mas malaki kaysa sa una, kung ang lahat ng enerhiya ng mga bala ay ginugol sa pagpainit sa kanila? (4)

916. Ang isang bala na may kinetic energy na 100 J ay tumama sa dingding at uminit ng 0.5 K. Ilang porsyento (porsiyento) ng enerhiya ng bala ang napunta sa init nito kung ang kapasidad ng init ng bala ay 20 J/K? (10)

917. Ano ang taas ng talon kung ang temperatura ng tubig sa base nito ay 0.05°C na mas mataas kaysa sa itaas? Ipagpalagay na ang lahat ng mekanikal na enerhiya ay napupunta sa pag-init ng tubig. Tukoy na kapasidad ng init ng tubig 4200 J/(kg K), g= 10 m/s 2 . (21)

918. Sa anong taas maaaring itataas ang isang 100 kg na load kung posible na ganap na mai-convert ang enerhiya na inilabas kapag ang isang baso ng tubig ay pinalamig mula 100°C hanggang 20°C sa trabaho? Ang masa ng tubig sa isang baso ay 250 g, ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J / (kg K), ang kapasidad ng init ng baso ay hindi isinasaalang-alang. g= 10 m/s 2 . (84)

919. Ang isang martilyo na may mass na 2000 kg ay ibinaba mula sa taas na 1 m papunta sa isang bloke ng metal na may mass na 2 kg. Bilang resulta ng epekto, ang temperatura ng blangko ay tumataas ng 25°C. Ipagpalagay na 50% ng kabuuang enerhiya na inilabas ay napupunta sa pag-init ng ingot, hanapin ang tiyak na kapasidad ng init ng materyal na ingot. g = 10 m/s 2. (200)

920. Ang isang plasticine ball ay itinapon sa bilis na 10 m/s sa isang anggulo na 45° patungo sa pahalang patungo sa isang patayong pader na matatagpuan sa layong 8 m mula sa throwing point (pahalang). Ilang degrees (sa mK) ang iinit ng bola kung dumikit ito sa dingding? Ipagpalagay na ang lahat ng kinetic energy ng bola ay napunta sa init nito. Ang tiyak na kapasidad ng init ng plasticine ay 250 J/(kgK). g = 10 m/s 2. (136)

921. Ang isang lead bullet na naglalakbay sa bilis na 500 m/s ay tumagos sa isang pader. Tukuyin kung gaano karaming mga degree ang uminit ang bala kung ang bilis nito ay bumaba sa 300 m/s. Ipagpalagay na 50% ng inilabas na init ay ginamit upang init ang bala. Ang tiyak na kapasidad ng init ng lead ay 160 J/(kgK). (250)

922. Ang isang bala na lumilipad nang pahalang sa bilis na 500 m/s ay tumagos sa isang tabla sa taas na 20 cm mula sa lupa. Kasabay nito, ang temperatura ng bala ay tumaas ng 200°C. Ipagpalagay na ang lahat ng init na inilabas sa panahon ng epekto ay ginamit upang init ang bala, hanapin sa kung anong distansya (pahalang) mula sa punto ng epekto ang bala ay nahulog sa lupa. Ang tiyak na kapasidad ng init ng materyal ng bala ay 400 J/(kgK). g = 10 m/s 2. (60)

923. Ang isang katawan ay dumudulas pababa sa isang inclined plane na may haba na 260 m at isang anggulo ng inclination na 60°. Ang koepisyent ng friction sa eroplano ay 0.2. Tukuyin kung gaano karaming mga degree ang tataas ng temperatura ng katawan kung 50% ng init na inilabas ay gagamitin upang painitin ito. Ang tiyak na kapasidad ng init ng materyal kung saan ginawa ang katawan ay 130 J/(kg K). g= 10 m/s 2. (1)

924. Dalawang magkaparehong bola, na gawa sa isang sangkap na may tiyak na kapasidad ng init na 450 J/(kg K), ay gumagalaw patungo sa isa't isa sa bilis na 40 m/s at 20 m/s. Tukuyin kung gaano karaming mga degree ang iinit bilang resulta ng hindi nababanat na banggaan. (1)

925. Ang isang bala na may bigat na 10 g, na lumilipad nang pahalang sa bilis na 400 m/s, ay tumama sa isang kahoy na bloke na may mass na 990 g na nasuspinde sa isang sinulid at natigil dito. Ilang degrees ang iinit ng bala kung 50% ng inilabas na init ang ginamit para painitin ito? Ang tiyak na kapasidad ng init ng materyal ng bala ay 200 J/(kgK). (198)

926. Gaano kabilis dapat maglakbay ang bala upang ito ay matunaw kapag tumama ito sa pader? Ang tiyak na kapasidad ng init ng materyal ng bala ay 130 J/(kgK), ang tiyak na init ng pagsasanib ay 22.25 kJ/kg, ang punto ng pagkatunaw ay 327°C. Ang temperatura ng bala bago ang pagtama ay 152°C. Ipagpalagay na ang lahat ng init na inilabas sa pagtama ay ginamit upang painitin ang bala. (300)

927. Mula sa anong taas (sa km) dapat mahulog ang bola ng lata upang tuluyan itong matunaw kapag tumama ito sa ibabaw? Ipagpalagay na 50% ng enerhiya ng bola ay napupunta sa pag-init at pagkatunaw. Ang unang temperatura ng bola ay 32°C. Ang punto ng pagkatunaw ng lata ay 232°C, ang tiyak na kapasidad ng init nito ay 200 J/(kg K), ang tiyak na init ng pagsasanib ay 58 kJ/kg. g= 9.8 m/s 2 . (20)

928. Sa anong bilis dapat lumipad palabas ng baril ang isang lead pellet kapag pinaputok nang patayo pababa mula sa taas na 300 m upang kapag tumama ito sa isang hindi nababanat na katawan ang pellet ay natutunaw? Ipagpalagay na ang init na inilabas sa epekto ay pantay na ipinamamahagi sa pagitan ng pellet at ng katawan. Ang paunang temperatura ng pellet ay 177°C. Ang punto ng pagkatunaw ng tingga ay 327°C, ang tiyak na kapasidad ng init nito ay 130 J/(kgK), ang tiyak na init ng pagsasanib ay 22 kJ/kg. g = 10 m/s 2. (400)

929. Kapag pinaputok mula sa isang baril, isang putok na tumitimbang ng 45 g ay lumipad palabas sa bilis na 600 m/s. Ilang porsyento ng enerhiya na inilabas sa panahon ng pagkasunog ng pulbos na singil na tumitimbang ng 9 g ang kinetic energy ng shot? Ang tiyak na init ng pagkasunog ng pulbura ay 3 MJ/kg. (tatlumpu)

930. Ang isang jet engine na may kahusayan na 20% kapag lumilipad sa bilis na 1800 km/h ay nagkakaroon ng thrust force na 86 kN. Tukuyin ang pagkonsumo (sa tonelada) ng kerosene para sa 1 oras na paglipad. Ang init ng pagkasunog ng kerosene ay 4.310 7 J/kg. (18)

931. Ang singil ng isang long-range na kanyon ay naglalaman ng 150 kg ng pulbura. Timbang ng projectile 420 kg. Ano ang maximum na posibleng saklaw (sa km) ng isang projectile kung ang kahusayan ng baril ay 25%? Ang tiyak na init ng pagkasunog ng pulbura ay 4.2 MJ/kg. g = 10 m/s 2. Huwag pansinin ang air resistance. (75)
Equation ng Balanse ng init

a) Pag-init at paglamig

932. Ang 2 kg ng tubig sa temperatura na 50°C at 3 kg ng tubig sa temperatura na 30°C ay pinaghalo sa isang calorimeter. Hanapin ang temperatura (sa °C) ng pinaghalong. Huwag pansinin ang kapasidad ng init ng calorimeter. (38)

933. 210 kg ng tubig sa 10°C ay ibinuhos sa paliguan. Gaano karaming tubig sa 100°C ang dapat idagdag sa paliguan upang ang thermal equilibrium ay maitatag sa 37°C? (90)

934. Kinakailangang paghaluin ang tubig sa temperatura na 50°C at tubig sa temperatura na 10°C upang ang temperatura ng pinaghalong ay katumbas ng 20°C. Ilang beses pa ba ang dapat kong inumin? malamig na tubig kaysa mainit? (3)

935. Upang maghanda ng paliguan na may kapasidad na 200 litro, ang malamig na tubig sa 10°C ay hinaluan ng mainit na tubig sa 60°C. Ilang litro ng malamig na tubig ang kailangan mong inumin upang ang temperatura sa paliguan ay umabot sa 40°C? (80)

936. Ang isang mainit na katawan sa 50°C ay dinadala sa pakikipag-ugnayan sa isang malamig na katawan sa 10°C. Kapag naabot ang thermal equilibrium, ang temperatura ay umabot sa 20°C. Ilang beses mas malaki ang kapasidad ng init ng isang malamig na katawan kaysa sa kapasidad ng init ng isang mainit na katawan? (3)

937. Ang isang tansong katawan, na pinainit hanggang 100°C, ay ibinababa sa tubig, na ang masa nito ay katumbas ng masa ng katawan ng tanso. Naganap ang thermal equilibrium sa temperaturang 30°C. Tukuyin ang paunang temperatura (sa °C) ng tubig. Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kgK), tanso 360 J/(kgK). (24)

938. Tukuyin ang paunang temperatura (sa Kelvin) ng lata na tumitimbang ng 0.6 kg kung, kapag inilubog sa tubig na tumitimbang ng 3 kg sa temperatura na 300 K, ang tubig ay pinainit ng 2 K. Ang tiyak na kapasidad ng init ng lata ay 250 J/(kg K), ang tubig ay 4200 J/(kgK). (470)

939. Ang 0.1 kg ng tubig ay ibinuhos sa sisidlan sa temperatura na 60°C, pagkatapos ay bumaba ang temperatura ng tubig sa 55°C. Ipagpalagay na ang kapasidad ng init ng sisidlan ay 70 J/K, at ang tiyak na init ng tubig ay 4200 J/(kgK), hanapin ang paunang temperatura (sa °C) ng sisidlan. (25)

940. Upang sukatin ang temperatura ng tubig na tumitimbang ng 20 g, isang thermometer ang inilubog dito, na nagpakita ng 32.4 ° C. Ano ang aktwal na temperatura (sa °C) ng tubig kung ang kapasidad ng init ng thermometer ay 2.1 J/K at bago ang paglubog sa tubig ay nagpakita ito ng temperatura ng silid na 8.4 °C? Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kgK). (33)

941. Ang isang thermometer na nagpapakita ng temperatura na 22°C ay inilulubog sa tubig, pagkatapos nito ay nagpapakita ng temperatura na 70°C. Ano ang temperatura (sa °C) ng tubig bago ilubog ang thermometer? Ang masa ng tubig ay 40 g, ang tiyak na init ng tubig ay 4200 J/(kg K), ang kapasidad ng init ng thermometer ay 7 J/K. (72)

942. Matapos ibaba ang isang katawan na pinainit hanggang 100°C sa tubig sa temperaturang 10°C, umabot sa 40°C ang temperatura. Ano ang magiging temperatura (sa °C) ng tubig kung, nang hindi inaalis ang unang katawan, ibababa mo ang isa pang katulad na katawan dito, na pinainit din hanggang 100°C? (55)

943. Ang isang katawan na pinainit hanggang 110°C ay ibinaba sa isang sisidlan na may tubig, bilang resulta kung saan ang temperatura ng tubig ay tumaas mula 20°C hanggang 30°C. Ano ang magiging temperatura (sa °C) ng tubig kung ang isa pang katulad na katawan, ngunit pinainit hanggang 120 °C, ay ibinaba dito kasabay ng una? (39)

944. Tatlong chemically non-interacting non-freezing liquid na may masa na 1, 10 at 5 kg na may mga tiyak na kapasidad ng init na 2, 4 at 2 kJ/(kg K) ay pinaghalo sa calorimeter, ayon sa pagkakabanggit. Ang temperatura ng una at pangalawang likido bago ang paghahalo ay 6°C at 40°C. Ang temperatura ng pinaghalong ay naging 19°C. Hanapin ang temperatura (sa °C) ng ikatlong likido bago ihalo. (60)
b) Mga pagbabago sa yugto

945. Sa isang sisidlan na naglalaman ng 9 kg ng tubig sa 20°C, ang 1 kg ng singaw ay ipinapasok sa 100°C, na nagiging tubig. Tukuyin ang huling temperatura (sa °C) ng tubig. Ang kapasidad ng init ng sisidlan at pagkawala ng init ay hindi isinasaalang-alang. Tiyak na kapasidad ng init ng tubig 4200 J/(kg K), tiyak na init ng singaw ng tubig 2.1 10 6 J/kg. (78)

946. Ang isang tiyak na masa ng tubig na may paunang temperatura na 50°C ay pinainit hanggang kumukulo sa pamamagitan ng pagpasa ng singaw dito sa temperaturang 100°C. Sa anong porsyento tataas ang masa ng tubig? Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kgK), ang tiyak na init ng singaw ng tubig ay 2.110 6 J/kg. (10)

947. Ang dalawang sisidlan ay naglalaman ng 4.18 kg ng tubig sa parehong temperatura. Ang 0.42 kg ng tubig ay ibinuhos sa unang sisidlan sa temperatura na 100°C, at ang parehong dami ng singaw ng tubig ay ipinapasok sa pangalawa sa temperaturang 100°C. Ilang degree ang magiging mas mataas ang temperatura sa isang sisidlan kaysa sa isa pagkatapos maitatag ang thermal equilibrium sa bawat isa sa kanila? Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kgK), ang tiyak na init ng singaw ng tubig ay 2.3 MJ/kg. (50)

948. Ang isang piraso ng bakal na tumitimbang ng 10 kg, pinainit hanggang 500°C, ay ibinabagsak sa isang sisidlan na naglalaman ng 4.6 kg ng tubig sa 20°C. Ang tubig ay umiinit hanggang 100°C, at ang bahagi nito ay nagiging singaw. Hanapin ang masa (sa g) ng singaw na ginawa. Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kgK), ang tiyak na init ng singaw ng tubig ay 2.310 6 J/kg, ang tiyak na kapasidad ng init ng bakal ay 460 J/(kgK). (128)

949. Ang isang bukol ng niyebe na tumitimbang ng 250 g ay itinapon sa isang litro ng tubig sa temperatura na 20°C, bahagyang natunaw na, i.e. naglalaman ng ilang tubig sa 0°C. Ang temperatura ng tubig sa sisidlan nang maabot ang thermal equilibrium ay naging 5°C. Tukuyin ang dami ng tubig (sa g) sa isang coma ng snow. Ang tiyak na init ng pagkatunaw ng yelo ay 330 kJ/kg, ang tiyak na init ng tubig ay 4200 J/(kgK). (75)

950. Ang isang bathtub na may kapasidad na 85 litro ay dapat punuin ng tubig sa temperaturang 30°C, gamit ang tubig sa 80°C at yelo sa temperatura na 20°C. Tukuyin ang masa ng yelo na dapat ilagay sa paliguan. Ang tiyak na init ng pagkatunaw ng yelo ay 336 kJ/kg, ang tiyak na kapasidad ng init ng yelo ay 2100 J/(kg K), ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kg K). (25)

951. Ang dami ng init na inilabas kapag ang 1 kg ng singaw ay nag-condense sa temperatura na 100°C at pinalamig ang nagresultang tubig sa 0°C ay ginugugol sa pagtunaw ng isang tiyak na halaga ng yelo, na ang temperatura ay 0°C. Tukuyin ang masa ng natunaw na yelo. Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kgK), ang tiyak na init ng singaw ng tubig ay 2.22 MJ/kg, ang tiyak na init ng pagkatunaw ng yelo ay 330 kJ/kg. (8)

952. Ang isang halo na binubuo ng 2.51 kg ng yelo at 7.53 kg ng tubig sa kabuuang temperatura na 0°C ay dapat magpainit sa temperaturang 50°C, na nagpapasa ng singaw sa temperaturang 100°C. Tukuyin ang dami ng singaw na kinakailangan para dito (sa g). Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kgK), ang tiyak na init ng singaw ng tubig ay 2.3 MJ/kg, ang tiyak na init ng pagkatunaw ng yelo ay 330 kJ/kg. (1170)

953. Ang isang sisidlan ay naglalaman ng isang tiyak na dami ng tubig at ang parehong dami ng yelo sa isang estado ng thermal equilibrium. Ang singaw ng tubig ay dumaan sa sisidlan sa temperatura na 100°C. Hanapin ang steady-state na temperatura ng tubig sa sisidlan kung ang masa ng singaw na dumaan ay katumbas ng unang masa ng tubig. Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J/(kg K), ang tiyak na init ng singaw ng tubig ay 2.3 MJ/kg, ang tiyak na init ng pagkatunaw ng yelo ay 330 kJ/kg. (100)

954. Ang hangin ay ibinubomba palabas mula sa isang sisidlan na may kaunting tubig sa 0°C. Sa kasong ito, ang 6.6 g ng tubig ay sumingaw, at ang natitira ay nagyeyelo. Hanapin ang masa (sa g) ng nabuong yelo. Ang tiyak na init ng pagsingaw ng tubig sa 0°C ay 2.510 6 J/kg, ang tiyak na init ng pagkatunaw ng yelo ay 3.310 5 J/kg. (50)
Tamang gawain sa gas

955. Sa isang pare-parehong presyon ng 3 kPa, ang dami ng gas ay tumaas mula 7 litro hanggang 12 litro. Gaano karaming trabaho ang nagawa ng gas? (15)

956. Ang pagpapalawak sa isang silindro na may isang movable piston sa isang pare-parehong presyon ng 100 kPa, ang gas ay gumagawa ng 100 kJ ng trabaho. Sa anong halaga nagbago ang dami ng gas? (1)

957. Sa isang proseso ng isobaric sa isang presyon ng 300 kPa, ang ganap na temperatura ng isang perpektong gas ay tumaas ng 3 beses. Tukuyin ang paunang dami (sa l) ng gas kung, sa panahon ng pagpapalawak, ito ay nagsagawa ng 18 kJ ng trabaho. (tatlumpu)

958. Gaano karaming trabaho ang ginagawa ng dalawang moles ng isang tiyak na gas na may pagtaas ng isobaric sa temperatura ng 10 K? Ang unibersal na gas constant ay 8300 J/(kmolK). (166)

959. Kapag ang isobarically heating 2 kg ng hangin, ang gawaing ginawa ay 166 kJ. Ilang degrees ang pinainit ng hangin? Ang molar mass ng hangin ay 29 kg/kmol, ang unibersal na gas constant ay 8300 J/(kmolK). (290)

960. Ang pantay na masa ng hydrogen at oxygen ay pinainit sa isobarically ng parehong bilang ng mga degree. Ang molar mass ng hydrogen ay 2 kg/kmol, ang oxygen ay 32 kg/kmol. Ilang beses na mas maraming trabaho ang ginawa ng hydrogen kaysa sa oxygen? (16)

961. Sa silindro sa ilalim ng piston mayroong isang tiyak na masa ng gas sa temperatura na 300 K, na sumasakop sa dami ng 6 litro sa isang presyon ng 0.1 MPa. Gaano karaming mga degree ang dapat palamigin ang gas sa pare-parehong presyon upang ang gawaing ginawa upang i-compress ito ay katumbas ng 50 J? (25)

962. Sa isang silindro na may base na lugar na 100 cm 2 Ang gas ay matatagpuan sa temperatura na 300 K. Sa taas na 30 cm mula sa base ng silindro mayroong isang piston na tumitimbang ng 60 kg. Gaano karaming trabaho ang gagawin ng gas sa panahon ng pagpapalawak kung ang temperatura nito ay dahan-dahang tumaas ng 50°C? Presyon ng atmospera 100 kPa, g= 10 m/s 2 . (80)

963. Sa silindro sa ilalim ng piston mayroong isang gas na hawak sa dami ng 0.5 m 3 sa pamamagitan ng gravity ng piston at ang puwersa ng atmospheric pressure. Gaano karaming trabaho (sa kJ) ang gagawin ng gas kapag pinainit kung doble ang volume nito? Ang presyon ng atmospera ay 100 kPa, ang masa ng piston ay 10 kg, ang lugar ng piston ay 10 3 m 2. g = 10 m/s 2. (100)

964. Ang isang mole ng gas ay pinalamig nang isochorically upang ang presyon nito ay bumaba ng isang factor na 5, at pagkatapos ay pinainit nang isobarically sa isang paunang temperatura na 400 K. Magkano ang trabaho ay ginawa ng gas? Ang unibersal na gas constant ay 8300 J/(kmolK). (2656)

965. Ang limang moles ng gas ay unang pinainit sa isang pare-parehong dami upang ang presyon nito ay tumaas ng 3 beses, at pagkatapos ay i-compress sa isang pare-parehong presyon, na dinadala ang temperatura sa dati nitong halaga na 100 K. Gaano karaming trabaho ang ginawa sa gas sa panahon ng pag-compress nito? Ang unibersal na gas constant ay 8300 J/(kmolK). (8300)

966. Ang isang nunal ng isang perpektong gas ay pinalamig nang isochorically upang ang presyon nito ay bumaba ng 1.5 beses, at pagkatapos ay pinainit nang isobarically sa nakaraang temperatura. Sa kasong ito, ang gas ay gumanap ng 8300 J. Hanapin ang paunang temperatura (sa Kelvin) ng gas. Ang unibersal na gas constant ay 8300 J/(kmolK). (3000)

967. Ang isang perpektong gas ng 4 moles ay pinalawak upang ang presyon nito ay nagbabago sa direktang proporsyon sa dami nito. Ano ang gawaing ginagawa ng isang gas kapag tumaas ang temperatura nito ng 10 K? Ang unibersal na gas constant ay 8300 J/(kmolK). (166)

968. Ang temperatura ng ideal na gas na tumitimbang ng 10 kg ay nag-iiba ayon sa batas T = aV 2 (a= 2 K/m 6). Tukuyin ang gawain (sa mJ) na ginawa ng gas kapag ang volume ay tumaas mula 2 litro hanggang 4 na litro. Ang molar mass ng gas ay 12 kg/kmol, ang unibersal na gas constant ay 8300 J/(kmolK). (83)

969. Ang isang perpektong gas sa isang halaga ng 2 moles ay nasa temperatura na 400 K. Ang dami ng gas ay nadoble upang ang presyon ay depende sa linearly sa volume. Hanapin ang gawaing ginawa ng gas sa prosesong ito kung ang panghuling temperatura ng gas ay katumbas ng una. Ang unibersal na gas constant ay 8300 J/(kmolK). (4980)

970. Ang isang perpektong gas sa isang halaga ng 2 mol ay nasa temperatura na 300 K. Ang dami ng gas ay nadagdagan ng 1.5 beses upang ang presyon ay linearly depende sa volume at tumataas ng 40%. Hanapin ang gawaing ginawa ng gas sa prosesong ito. Ang unibersal na gas constant ay 8300 J/(kmolK). (1743)

971. Ang isang perpektong gas sa isang halaga ng 2 moles ay nasa temperatura na 300 K. Ang dami ng gas ay nadoble upang ang presyon ay depende sa linearly sa volume, at pagkatapos ay ang gas ay isobarically compressed sa dati nitong volume. Gaano karaming trabaho ang ginawa ng gas sa dalawang prosesong ito kung ang panghuling presyon ay 20% na mas mababa kaysa sa paunang presyon? Ang unibersal na gas constant ay 8300 J/(kmolK). (498)

972. Kapag ang gas ay pinainit, ang panloob na enerhiya nito ay tumaas mula 300 J hanggang 700 J. Gaano karaming trabaho ang ginawa ng gas kung 1000 J ng init ang ginugol sa pag-init nito? (600)

973. Kapag nag-iinit ng isang gas sa isochorically, ang panloob na enerhiya nito ay tumaas mula 200 J hanggang 300 J. Gaano karaming init ang ginugol upang mapainit ang gas? (100)

974. Sa panahon ng pagpapalawak ng isobaric, ang gas ay gumanap ng 100 J ng trabaho, at ang panloob na enerhiya nito ay nadagdagan ng 150 J. Pagkatapos ang gas sa proseso ng isochoric ay binigyan ng parehong halaga ng init tulad ng sa unang proseso. Magkano ang pagtaas ng panloob na enerhiya ng gas bilang resulta ng dalawang prosesong ito? (400)

975. Sa isang isothermal na proseso, ang gas ay gumanap ng 1000 J ng trabaho. Magkano ang panloob na enerhiya ng gas na ito ay tataas kung ito ay bibigyan ng halaga ng init ng dalawang beses na mas malaki kaysa sa unang proseso, at ang proseso ay isinasagawa sa isochorically? (2000)

976. Sa isang isothermal na proseso, ang gas ay nakatanggap ng 200 J ng init. Pagkatapos nito, sa proseso ng adiabatic ang gas ay gumawa ng dalawang beses na mas maraming trabaho kaysa sa unang proseso. Magkano ang nabawasan ng panloob na enerhiya ng gas bilang resulta ng dalawang prosesong ito? (400)

977. Sa panahon ng isobaric heating, 16 J ng init ang naibigay sa gas, bilang isang resulta kung saan ang panloob na enerhiya ng gas ay tumaas ng 8 J, at ang dami nito ay tumaas ng 0.002 m 3. Hanapin ang presyon (sa kPa) ng gas. (4)

978. 700 J ng init ay natupok upang magpainit ng isang perpektong gas sa isang pare-parehong presyon ng 0.1 MPa. Sa kasong ito, ang dami ng gas ay tumaas mula 0.001 hanggang 0.002 m 3, at ang panloob na enerhiya ng gas ay naging katumbas ng 800 J. Ano ang panloob na enerhiya ng gas bago ang pag-init? (200)

979. Tukuyin ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng 0.5 mol ng gas sa panahon ng isobaric heating mula sa temperatura na 27°C hanggang 47°C, kung ang gas ay binigyan ng halaga ng init na 290 J. Ang unibersal na gas constant ay 8300 J/(kmol K). (207)

980. Sa pamamagitan ng kung gaano karaming mga degree ang temperatura ng isang mole ng isang perpektong gas ay tumaas kung, sa pare-pareho ang presyon, ang panloob na enerhiya nito ay tumaas ng 747 J, at ang kapasidad ng init ng isang mole sa pare-parehong presyon ay mas malaki kaysa sa unibersal na gas constant ng 20.75 J/ (molK)? (36)

981. Ang isang nunal ng isang perpektong gas ay pinainit sa pare-pareho ang presyon, at pagkatapos, sa isang pare-pareho ang dami, ito ay inilipat sa isang estado na may temperatura na katumbas ng paunang temperatura ng 300 K. Ito ay naging bilang isang resulta, isang halaga ng init. ng 12.45 kJ ay inilipat sa gas. Ilang beses nagbago ang volume na inookupahan ng gas? Ang unibersal na gas constant ay 8300 J/(kmolK). (6)

982. Upang magpainit ng isang tiyak na halaga ng perpektong gas na may molar mass Ang 28 kg/kmol sa 14 K sa pare-parehong presyon ay nangangailangan ng 29 J ng init. Upang pagkatapos ay palamig ang parehong gas sa orihinal nitong temperatura sa isang pare-parehong dami, 20.7 J ng init ay dapat alisin mula dito. Hanapin ang masa (sa g) ng gas. Ang unibersal na gas constant ay 8300 J/(kmol K). (2)

983. Ang isang tiyak na masa ng ideal na gas ay pinainit sa pare-parehong presyon mula 15°C hanggang 65°C, na sumisipsip ng 5 kJ ng init. Ang pag-init ng gas na ito sa pare-parehong volume sa parehong inisyal at panghuling temperatura ay nangangailangan ng paggasta ng 3.5 kJ ng init. Hanapin ang volume (sa l) ng masa ng gas na ito sa temperatura na 15°C at presyon na 20 kPa. (432)

Ang paglutas ng mga problema sa pagkulo at condensation sa maraming paraan ay katulad ng paglutas ng mga problema sa pagtunaw at solidification. Tinutulungan nito ang mga mag-aaral na bumuo ng mga kaugnay na konsepto at praktikal na kasanayan. Kasabay nito, kung ang karunungan ng materyal ay hindi malakas at malalim, kapag ang mga katangian at tiyak na mga tampok ng bawat isa sa mga prosesong ito, halimbawa, pagsingaw at pagkulo, ay hindi binibigyang diin, hindi ginustong "panghihimasok" ng mga katulad na kasanayan, pagkalito o maling pagkakakilanlan ng mga mag-aaral ng magkatulad na konsepto ay naobserbahan.

Dapat itong bigyan ng seryosong pansin ng guro. Ang isa sa mga paraan upang maalis ang pagkukulang na ito ay upang malutas, kapag paulit-ulit, pinagsamang mga problema kung saan ang lahat ng pinag-aralan na pinagsama-samang pagbabago ng bagay ay isinasaalang-alang (No. 222, 223).

Karamihan sa mga problema ay husay o simpleng mga problema sa pagkalkula kung saan kinakailangan upang matukoy, hal.

ang halaga ng init na kinakailangan upang ma-convert ang isang tiyak na masa ng likido sa singaw kapag kumukulo.

Ang pinakamahirap na gawain ay ang kalkulahin ang tiyak na init ng singaw. Ang problemang ito ay dapat lutasin sa klase sa tulong ng guro. Upang gawing mas madali ang mga kalkulasyon, maaari mong alisin ang data ng calorimeter mula sa kundisyon.

217. Ang mga graph ng pag-init at pagkulo ng tubig, alkohol at eter ay ibinibigay (Larawan 32). Tukuyin kung aling graph ang binuo para sa bawat isa sa mga likidong ito.

218. Alin ang may higit na panloob na enerhiya: tubig o singaw, na kinuha sa pantay na dami sa Suriin ang iyong mga konklusyon sa eksperimento.

Solusyon. Upang gawing singaw ang tubig, kailangan nitong magbigay ng isang tiyak na halaga ng init. Samakatuwid, ang panloob na enerhiya ng singaw ay mas malaki. Upang suriin, ipasa natin ang isang tiyak na halaga ng singaw sa isang baso ng tubig mula sa isang boiler, pansinin ang bagong antas ng tubig at isang pagbabago sa temperatura nito. Sa isa pang baso na may parehong paunang dami ng tubig, ibuhos ang mas maraming tubig na kumukulo habang ito ay na-condensed mula sa singaw. Magbabago ang temperatura ng tubig sa pangalawang kaso nang mas mababa kaysa sa una.

219. Anong dami ng enerhiya ang kinakailangan upang maging singaw sa kumukulong punto at normal na presyon ng tubig? alak? ether? Gaano karaming enerhiya ang kakailanganin upang gawing singaw ang mga likidong ito kung ang mga ito ay unang pinainit hanggang sa kumukulo

Solusyon. Gamit ang talahanayan ng tiyak na init ng singaw, dapat munang lutasin ng mga mag-aaral ang unang bahagi ng problema sa pasalita, pangangatwiran tulad ng sumusunod. Para maging singaw

tubig sa kumukulong punto ay kinakailangan. Samakatuwid, upang gawing singaw ang tubig, kinakailangan na gumastos ng 10 beses na mas maraming enerhiya. Ang halaga ng halaga ng init para sa alkohol at eter ay matatagpuan sa parehong paraan. Pagkatapos ay dapat mong gamitin ang formula

Ang ikalawang bahagi ng problema ay malulutas tulad ng sumusunod. Kabuuang halaga ng enerhiya na ginugol

Katulad nito, hanapin ang kabuuang halaga ng init na kinakailangan upang gawing singaw ang alkohol at eter.

Kapag nilulutas ang isang problema, kailangan mong bigyang pansin Espesyal na atensyon sa kakayahan ng mga mag-aaral na gumamit ng mga talahanayan at ang kanilang pag-unawa sa pisikal na kahulugan ng mga dami na ibinigay sa kanila.

220. Ibuhos ang tubig sa isang test tube at sukatin ang temperatura nito. Painitin ang test tube, tandaan ang oras, una hanggang sa kumulo at pagkatapos ay hanggang sa maging singaw ang lahat ng tubig. Gamit ang pang-eksperimentong data, tukuyin ang humigit-kumulang na tiyak na init ng singaw, ihambing ito sa talahanayan at ipahiwatig ang mga dahilan na nagpababa sa katumpakan ng resulta.

Solusyon. Sa isa sa mga eksperimento ang sumusunod na data ay nakuha. Paunang temperatura Oras ng pag-init hanggang kumukulo - 2.5 minuto, oras ng pagkulo - 20 minuto.

Init na ginagamit upang magpainit ng tubig; init na kailangan para sa pagbuo ng singaw

Isinasaalang-alang ang dami ng init na ibinibigay ng pampainit ay proporsyonal sa oras ng pag-init, nakukuha namin ang:

Ang katumpakan ng resulta ay nabawasan ng maraming mga kadahilanan: ang mainit na tubig ay nagbibigay ng mas maraming init sa kapaligiran kaysa sa malamig na tubig, kaya ang dami ng init na natanggap ng tubig ay hindi mahigpit na proporsyonal sa oras. Kapag may kaunting tubig na natitira sa test tube, malaking bilang ng Ang init ay ginagamit upang painitin ang hangin at ang test tube mismo.

221. Habang nagsasagawa ng laboratoryo, isang mag-aaral ang nagpasok ng singaw sa 100 °C sa isang calorimeter na naglalaman ng tubig. Bilang resulta, tumaas ang temperatura ng tubig sa Anong halaga ng tiyak na init ng singaw ang makukuha ayon sa datos ng eksperimentong ito kung ang masa ng tubig ay tumaas ng

Ang problema ay dapat lutasin sa pisara gamit ang mga tanong, isulat ang mga formula:

Kung napag-aralan nang mabuti ng mga mag-aaral ang mga formula na ito, hindi na kailangang muling isulat ang mga ito kaugnay ng bawat partikular na kaso: maaari nilang agad na palitan ang mga ito sa mga formula. mga numerong halaga dami Totoo rin ang pangungusap na ito para sa mga senior grade, dahil ang paglutas ng mga calorimetric equation sa pangkalahatang pananaw madalas lumalabas na masyadong mahirap.

1. Gaano karaming init ang ibinigay ng singaw sa panahon ng condensation?

2. Gaano karaming init ang naibigay ng tubig na nabuo mula sa singaw kapag lumalamig?

3. Gaano karaming init ang natanggap ng tubig?

Dahil ang dami ng init na ibinibigay ng singaw at ang nagresultang tubig sa panahon ng paghalay ay katumbas ng dami ng init na natanggap ng tubig sa calorimeter, maaari nating isulat:

222. Anong dami ng init ang kailangan para gawing singaw ang yelo? Bumuo ng tinatayang graph ng proseso.

223. Anong dami ng init ang ilalabas sa panahon ng condensation ng 200 g ng singaw na kinuha mula sa at kasunod na pagbabago ng tubig sa yelo? Bumuo ng isang tinatayang iskedyul ng proseso.

Mga tema Pinag-isang State Exam codifier : pagbabago sa pinagsama-samang estado ng bagay, pagkatunaw at pagkikristal, pagsingaw at paghalay, pagkulo ng likido, pagbabago sa enerhiya sa mga paglipat ng phase.

Ang yelo, tubig at singaw ng tubig ay mga halimbawa ng tatlo estado ng pagsasama-sama mga sangkap: solid, likido at gas. Kung anong eksaktong estado ng pagsasama-sama ang isang partikular na substansiya ay depende sa temperatura nito at iba pang panlabas na kondisyon kung saan ito matatagpuan.

Kapag ang mga panlabas na kondisyon ay nagbabago (halimbawa, kung ang panloob na enerhiya ng isang katawan ay tumaas o bumaba bilang isang resulta ng pag-init o paglamig), maaaring mangyari ang mga phase transition - mga pagbabago sa pinagsama-samang estado ng sangkap ng katawan. Magiging interesado tayo sa mga sumusunod mga phase transition.

Natutunaw(solid-liquid) at pagkikristal(likido-solid).
Pagsingaw(likidong singaw) at paghalay(singaw na likido).

Pagtunaw at pagkikristal

Karamihan sa mga solid ay mala-kristal, ibig sabihin. mayroon kristal na sala-sala- isang mahigpit na tinukoy, pana-panahong paulit-ulit na pag-aayos ng mga particle nito sa kalawakan.

Ang mga particle (atom o molekula) ng isang mala-kristal na solid ay sumasailalim sa thermal vibrations malapit sa mga nakapirming posisyon ng equilibrium - mga node kristal na sala-sala.

Halimbawa, ang mga node ng crystal lattice ng table salt ay ang vertices ng cubic cell ng "three-dimensional checkered paper" (tingnan ang Fig. 1, kung saan ang mas malalaking bola ay kumakatawan sa chlorine atoms (larawan mula sa en.wikipedia.org.)) ; Kung hahayaan mong sumingaw ang tubig mula sa solusyon ng asin, ang natitirang asin ay magiging isang tumpok ng maliliit na cubes.

kanin. 1. Kristal na sala-sala

Natutunaw tinatawag na pagbabago ng isang mala-kristal na solid sa isang likido. Anumang katawan ay maaaring matunaw - upang gawin ito kailangan mong painitin ito temperatura ng pagkatunaw, na nakasalalay lamang sa sangkap ng katawan, ngunit hindi sa hugis o sukat nito. Ang punto ng pagkatunaw ng isang naibigay na sangkap ay maaaring matukoy mula sa mga talahanayan.

Sa kabaligtaran, kung pinalamig mo ang isang likido, maaga o huli ito ay magiging isang solidong estado. Ang pagbabago ng isang likido sa isang mala-kristal na solid ay tinatawag pagkikristal o nagpapatigas. Kaya, ang pagtunaw at pagkikristal ay magkabaligtaran na mga proseso.

Ang temperatura kung saan nag-crystallize ang likido ay tinatawag temperatura ng pagkikristal. Ito ay lumalabas na ang temperatura ng pagkikristal ay katumbas ng temperatura ng pagkatunaw: sa isang naibigay na temperatura, ang parehong mga proseso ay maaaring mangyari. Kaya, kapag ang yelo ay natutunaw, ang tubig ay nag-kristal; Ano ba talaga nangyayari sa bawat partikular na kaso - depende sa mga panlabas na kondisyon (halimbawa, kung ang init ay ibinibigay sa sangkap o inalis mula dito).

Paano nangyayari ang pagkatunaw at pagkikristal? Ano ang kanilang mekanismo? Upang maunawaan ang kakanyahan ng mga prosesong ito, isaalang-alang natin ang mga graph ng pag-asa ng temperatura ng katawan sa oras sa panahon ng pag-init at paglamig nito - ang tinatawag na mga graph ng pagtunaw at pagkikristal.

Natutunaw na graph

Magsimula tayo sa melting graph (Larawan 2). Hayaan sa unang sandali ng oras (ituro sa graph) ang katawan ay mala-kristal at may tiyak na temperatura.

kanin. 2. Natutunaw na graph

Pagkatapos ang init ay nagsisimulang ibigay sa katawan (sabihin, ang katawan ay inilalagay sa isang melting furnace), at ang temperatura ng katawan ay tumataas sa isang halaga - ang temperatura ng pagkatunaw ng ibinigay na sangkap. Ito ay isang seksyon ng graph.

Sa site ang katawan ay tumatanggap ng dami ng init

kung saan ay ang tiyak na kapasidad ng init ng solid substance, at ang masa ng katawan.

Kapag naabot ang temperatura ng pagkatunaw (sa punto) ang sitwasyon ay nagbabago nang husay. Sa kabila ng katotohanan na ang init ay patuloy na ibinibigay, ang temperatura ng katawan ay nananatiling hindi nagbabago. Nangyayari sa site natutunaw katawan - ang unti-unting paglipat nito mula sa solid hanggang likido. Sa loob ng lugar mayroon kaming pinaghalong solid at likido, at kapag mas malapit sa punto, mas kaunting solid ang nananatili at mas maraming likido ang lalabas. Sa wakas, sa isang punto ay wala nang natitira sa orihinal na solidong katawan: ganap itong naging likido.

Ang lugar ay tumutugma sa karagdagang pag-init ng likido (o, gaya ng sinasabi nila, matunaw). Sa lugar na ito, ang likido ay sumisipsip ng isang halaga ng init

kung saan ang tiyak na kapasidad ng init ng likido.

Ngunit ang pinaka-interesado namin ngayon ay ang phase transition area. Bakit hindi nagbabago ang temperatura ng pinaghalong sa lugar na ito? Darating ang init!

Bumalik tayo sa simula ng proseso ng pag-init. Ang pagtaas sa temperatura ng isang solidong katawan sa isang lugar ay resulta ng pagtaas ng intensity ng vibrations ng mga particle nito sa mga node ng crystal lattice: ang ibinibigay na init ay tumataas. kinetiko enerhiya ng mga particle ng katawan (sa katunayan, ang ilang bahagi ng ibinibigay na init ay ginugugol sa paggawa ng trabaho upang mapataas ang average na distansya sa pagitan ng mga particle - tulad ng alam natin, ang mga katawan ay lumalawak kapag pinainit. Gayunpaman, ang bahaging ito ay napakaliit na maaari itong maging hindi pinansin.).

Ang kristal na sala-sala ay nagiging mas maluwag at higit pa, at sa temperatura ng pagkatunaw ang hanay ng mga panginginig ng boses ay umabot sa limitasyon na halaga kung saan ang mga kaakit-akit na pwersa sa pagitan ng mga particle ay nagagawa pa ring tiyakin ang kanilang iniutos na pag-aayos na may kaugnayan sa bawat isa. Ang solidong katawan ay nagsisimulang "mag-crack sa mga tahi", at ang karagdagang pag-init ay sumisira sa kristal na sala-sala - ito ay kung paano nagsisimula ang pagkatunaw sa lugar.

Mula sa sandaling ito, ang lahat ng init na ibinibigay ay ginagamit upang magsagawa ng trabaho sa pagsira sa mga bono na humahawak sa mga particle sa mga node ng kristal na sala-sala, i.e. Dagdagan potensyal enerhiya ng butil. Ang kinetic energy ng mga particle ay nananatiling pareho, kaya ang temperatura ng katawan ay hindi nagbabago. Sa isang punto, ang mala-kristal na istraktura ay ganap na nawala, walang natitira upang sirain, at ang ibinibigay na init ay muling napupunta upang madagdagan ang kinetic energy ng mga particle - upang mapainit ang matunaw.

Tiyak na init ng pagsasanib

Kaya, upang baguhin ang isang solid sa isang likido, hindi sapat na dalhin ito sa punto ng pagkatunaw. Ito ay kinakailangan upang dagdagan (nasa temperatura ng pagkatunaw) na magbigay sa katawan ng isang tiyak na halaga ng init para sa kumpletong pagkasira ng kristal na sala-sala (i.e. upang dumaan sa seksyon).

Ang dami ng init na ito ay napupunta upang mapataas ang potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan ng particle. Dahil dito, ang panloob na enerhiya ng natutunaw sa isang punto ay mas malaki kaysa sa panloob na enerhiya ng solid sa isang punto sa pamamagitan ng isang halaga.

Ipinapakita ng karanasan na ang halaga ay direktang proporsyonal sa timbang ng katawan:

Ang koepisyent ng proporsyonalidad ay hindi nakasalalay sa hugis at sukat ng katawan at isang katangian ng sangkap. Ito ay tinatawag na tiyak na init ng pagsasanib ng isang sangkap. Ang tiyak na init ng pagsasanib ng isang naibigay na sangkap ay matatagpuan sa mga talahanayan.

Ang tiyak na init ng pagsasanib ay ayon sa bilang na katumbas ng dami ng init na kinakailangan upang baguhin ang isang kilo ng isang partikular na kristal na substansiya na dinala sa punto ng pagkatunaw sa likido.

Kaya, ang tiyak na init ng pagtunaw ng yelo ay katumbas ng kJ/kg, ng lead - kJ/kg. Nakikita namin na nangangailangan ng halos dalawang beses na mas maraming enerhiya upang sirain ang ice crystal lattice! Ang yelo ay isang sangkap na may mataas na tiyak na init ng pagsasanib at samakatuwid ay hindi agad natutunaw sa tagsibol (ang kalikasan ay gumawa ng sarili nitong mga hakbang: kung ang yelo ay may parehong tiyak na init ng pagsasanib bilang tingga, ang buong masa ng yelo at niyebe ay matutunaw kasama ng unang lasaw, binabaha ang lahat sa paligid).

Grap ng crystallization

Ngayon magpatuloy tayo upang isaalang-alang pagkikristal- isang proseso na bumalik sa pagkatunaw. Nagsisimula kami mula sa punto ng nakaraang pagguhit. Ipagpalagay natin na sa puntong ang pag-init ng tunaw ay tumigil (ang kalan ay pinatay at ang tunaw ay nalantad sa hangin). Ang mga karagdagang pagbabago sa temperatura ng pagkatunaw ay ipinapakita sa Fig. (3) .

kanin. 3. Crystallization graph

Ang likido ay lumalamig (seksyon) hanggang ang temperatura nito ay umabot sa temperatura ng pagkikristal, na tumutugma sa punto ng pagkatunaw.

Mula sa sandaling ito, ang temperatura ng pagkatunaw ay hihinto sa pagbabago, bagaman ang init ay iniiwan pa rin ito kapaligiran. Nangyayari sa site pagkikristal matunaw - ang unti-unting paglipat nito sa isang solidong estado. Sa loob ng lugar ay muli tayong may pinaghalong solid at likidong mga phase, at kapag mas malapit sa punto, mas nagiging solid at nagiging mas kaunting likido.

Ang susunod na seksyon ay tumutugma sa karagdagang paglamig ng solidong katawan na nagreresulta mula sa pagkikristal.

Muli kaming interesado sa seksyon ng paglipat ng phase: bakit nananatiling hindi nagbabago ang temperatura sa kabila ng pagkawala ng init?

Balik tayo sa puntong muli. Matapos ihinto ang supply ng init, bumababa ang temperatura ng pagkatunaw, dahil ang mga particle nito ay unti-unting nawawalan ng kinetic energy bilang resulta ng mga banggaan sa mga molekula sa kapaligiran at ang paglabas ng mga electromagnetic wave.

Kapag ang temperatura ng pagkatunaw ay bumaba sa temperatura ng pagkikristal (punto), ang mga particle nito ay bumagal nang husto na ang mga puwersa ng pagkahumaling ay magagawang "mabuksan" ang mga ito nang maayos at bigyan sila ng isang mahigpit na tinukoy na oryentasyon ng isa't isa sa espasyo. Ito ay lilikha ng mga kondisyon para sa paglitaw ng isang kristal na sala-sala, at ito ay aktwal na magsisimulang mabuo dahil sa karagdagang paglabas ng enerhiya mula sa pagkatunaw sa nakapalibot na espasyo.

Kasabay nito, magsisimula ang isang counter na proseso ng paglabas ng enerhiya: kapag ang mga particle ay pumuwesto sa mga node ng crystal lattice, ang kanilang potensyal na enerhiya ay bumababa nang husto, dahil sa kung saan ang kanilang kinetic energy ay tumataas - ang crystallizing liquid ay isang mapagkukunan ng init. (madalas kang makakita ng mga ibon na nakaupo malapit sa butas ng yelo. Nagpainit sila doon!) . Ang init na inilabas sa panahon ng pagkikristal ay eksaktong nagbabayad para sa pagkawala ng init sa kapaligiran, at samakatuwid ang temperatura sa lugar ay hindi nagbabago.

Sa puntong ito, ang pagkatunaw ay nawawala, at kasama ang pagkumpleto ng pagkikristal, ang panloob na "generator" ng init ay nawawala din. Dahil sa patuloy na pagwawaldas ng enerhiya sa panlabas na kapaligiran, ang pagbaba ng temperatura ay magpapatuloy, ngunit ang nabuong solidong katawan (seksyon) lamang ang lalamig.

Tulad ng ipinapakita ng karanasan, sa panahon ng crystallization sa lugar, eksaktong pareho ang dami ng init na nasipsip sa panahon ng pagkatunaw sa lugar.

Pagsingaw at paghalay

Pagsingaw ay ang paglipat ng isang likido sa isang gas na estado (sa singaw). Mayroong dalawang paraan ng pagsingaw: pagsingaw at pagkulo.

Pagsingaw tinatawag na vaporization, na nangyayari sa anumang temperatura mula sa libreng ibabaw mga likido. Tulad ng naaalala mo mula sa sheet na "Saturated Steam", ang sanhi ng pagsingaw ay ang pag-alis mula sa likido ng pinakamabilis na molekula na magagawang pagtagumpayan ang mga puwersa ng intermolecular attraction. Ang mga molekulang ito ay bumubuo ng singaw sa itaas ng ibabaw ng likido.

Ang iba't ibang mga likido ay sumingaw sa iba't ibang bilis: mas malaki ang puwersa ng pagkahumaling ng mga molekula sa isa't isa, ang mas kaunting mga molekula sa bawat yunit ng oras ay magagawang pagtagumpayan ang mga ito at lumipad palabas, at mas mababa ang rate ng pagsingaw. Mabilis na sumingaw ang eter, acetone, at alkohol (minsan ay tinatawag silang volatile liquids), mas mabagal na sumingaw ang tubig, at mas mabagal na sumingaw ang langis at mercury kaysa tubig.

Ang rate ng pagsingaw ay tumataas sa pagtaas ng temperatura (sa mainit na panahon, ang paglalaba ay matutuyo nang mas mabilis), dahil ang average na kinetic energy ng mga likidong molekula ay tumataas, at sa gayon ang bilang ng mga mabilis na molekula na may kakayahang umalis sa mga limitasyon nito ay tumataas.

Ang rate ng pagsingaw ay nakasalalay sa lugar ng ibabaw ng likido: mas malaki ang lugar, mas maraming mga molekula ang may access sa ibabaw, at ang pagsingaw ay nangyayari nang mas mabilis (kaya naman kapag nagsasampay ng labada, maingat itong itinutuwid).

Kasabay ng pagsingaw, ang kabaligtaran na proseso ay sinusunod din: ang mga molekula ng singaw, na gumagawa ng mga random na paggalaw sa itaas ng ibabaw ng likido, bahagyang bumalik sa likido. Ang pagbabago ng singaw sa likido ay tinatawag paghalay.

Ang condensation ay nagpapabagal sa pagsingaw ng isang likido. Kaya, sa tuyong hangin, ang paglalaba ay matutuyo nang mas mabilis kaysa sa mahalumigmig na hangin. Mas mabilis itong matutuyo sa hangin: ang singaw ay dinadala ng hangin, at ang pagsingaw ay nangyayari nang mas matindi

Sa ilang sitwasyon, ang rate ng condensation ay maaaring katumbas ng rate ng evaporation. Pagkatapos ang parehong mga proseso ay binabayaran ang isa't isa at ang dynamic na balanse ay nangyayari: ang likido ay hindi sumingaw mula sa isang mahigpit na selyadong bote sa loob ng maraming taon, at sa kasong ito ay mayroong puspos na singaw.

Patuloy nating sinusunod ang paghalay ng singaw ng tubig sa kapaligiran sa anyo ng mga ulap, ulan at hamog na bumabagsak sa umaga; Ito ay evaporation at condensation na nagsisiguro sa ikot ng tubig sa kalikasan, na sumusuporta sa buhay sa Earth.

Dahil ang pagsingaw ay ang pag-alis ng pinakamabilis na molekula mula sa likido, sa panahon ng proseso ng pagsingaw ang average na kinetic energy ng mga likidong molekula ay bumababa, i.e. lumalamig ang likido. Pamilyar sa iyo ang pakiramdam ng lamig at kung minsan kahit na ginaw (lalo na sa hangin) kapag lumabas ka sa tubig: tubig, sumingaw sa buong ibabaw ng katawan, nagdadala ng init, habang pinapabilis ng hangin ang proseso ng pagsingaw ( Malinaw na ngayon kung bakit tayo humihinga ng mainit na tsaa. Siya nga pala, Mas mainam na maglabas ng hangin sa iyong sarili, dahil ang tuyong hangin sa paligid ay lumalabas sa ibabaw ng tsaa, at hindi basa-basa na hangin mula sa ating mga baga ;-)).

Ang parehong lamig ay mararamdaman kung magpapatakbo ka ng isang piraso ng cotton wool na binasa sa isang pabagu-bagong solvent (sabihin, acetone o nail polish remover) sa iyong kamay. Sa apatnapu't-degree na init, salamat sa tumaas na pagsingaw ng kahalumigmigan sa pamamagitan ng mga pores ng ating katawan, pinapanatili natin ang ating temperatura sa normal na antas; Kung wala itong thermoregulatory mechanism, sa ganoong init, mamamatay lang tayo.

Sa kabaligtaran, sa panahon ng proseso ng paghalay, ang likido ay uminit: kapag ang mga molekula ng singaw ay bumalik sa likido, sila ay pinabilis ng mga kaakit-akit na puwersa mula sa kalapit na mga molekula ng likido, bilang isang resulta kung saan ang average na kinetic na enerhiya ng mga likidong molekula ay tumataas ( ihambing ang hindi pangkaraniwang bagay na ito sa paglabas ng enerhiya sa panahon ng pagkikristal ng isang matunaw!).

kumukulo

kumukulo- ito ay ang singaw na nangyayari sa buong volume mga likido.

Posible ang pagkulo dahil ang isang tiyak na dami ng hangin ay palaging natutunaw sa isang likido, na napupunta doon bilang isang resulta ng pagsasabog. Kapag ang likido ay pinainit, ang hangin na ito ay lumalawak, ang mga bula ng hangin ay unti-unting lumalaki sa laki at nakikita ng mata (sa isang kawali ng tubig sila ay tumira sa ilalim at mga dingding). Sa loob ng mga bula ng hangin ay may puspos na singaw, ang presyon kung saan, tulad ng naaalala mo, ay mabilis na tumataas sa pagtaas ng temperatura.

Kung mas malaki ang mga bula, mas malaki ang pagkilos ng puwersa ng Archimedean sa kanila, at sa isang tiyak na sandali ang mga bula ay magsisimulang maghiwalay at lumutang. Tumataas paitaas, ang mga bula ay pumapasok sa hindi gaanong pinainit na mga layer ng likido; ang singaw sa kanila ay namumuo, at ang mga bula ay lumiliit muli. Ang pagbagsak ng mga bula ay nagdudulot ng pamilyar na ingay na nauuna sa pagkulo ng takure. Sa wakas, sa paglipas ng panahon, ang buong likido ay nagpainit nang pantay-pantay, ang mga bula ay umabot sa ibabaw at sumabog, naglalabas ng hangin at singaw - ang ingay ay pinalitan ng gurgling, ang likido ay kumukulo.

Ang mga bula ay nagsisilbing "konduktor" ng singaw mula sa loob ng likido hanggang sa ibabaw nito. Sa panahon ng pagkulo, kasama ang normal na pagsingaw, ang likido ay nagiging singaw sa buong volume - pagsingaw sa mga bula ng hangin, na sinusundan ng paglabas ng singaw. Ito ang dahilan kung bakit mabilis na sumingaw ang kumukulong likido: ang isang takure, kung saan ang tubig ay sumingaw sa loob ng maraming araw, ay kumukulo sa loob ng kalahating oras.

Hindi tulad ng pagsingaw, na nangyayari sa anumang temperatura, ang isang likido ay nagsisimulang kumulo lamang kapag ito ay umabot punto ng pag-kulo- eksakto ang temperatura kung saan ang mga bula ng hangin ay maaaring lumutang at maabot ang ibabaw. Sa punto ng kumukulo, ang puspos na presyon ng singaw ay nagiging katumbas ng panlabas na presyon sa likido(sa partikular, presyon ng atmospera). Alinsunod dito, mas malaki ang panlabas na presyon, mas mataas ang temperatura kung saan magsisimula ang pagkulo.

Sa normal na atmospheric pressure (atm o Pa), ang kumukulong punto ng tubig ay . kaya lang ang presyon ng saturated water vapor sa temperatura ay Pa. Ang katotohanang ito ay dapat malaman upang malutas ang mga problema - madalas itong itinuturing na kilala bilang default.

Sa tuktok ng Elbrus, ang atmospheric pressure ay atm, at ang tubig doon ay kumukulo sa temperatura na . At sa ilalim ng pressure atm, ang tubig ay magsisimulang kumulo lamang sa .

Ang punto ng kumukulo (sa normal na presyon ng atmospera) ay isang mahigpit na tinukoy na halaga para sa isang partikular na likido (mga punto ng kumukulo na ibinigay sa mga talahanayan ng mga aklat-aralin at mga sangguniang aklat ay ang mga punto ng kumukulo ng mga likidong purong kemikal. Ang pagkakaroon ng mga impurities sa isang likido ay maaaring magbago ng pagkulo Halimbawa, ang tubig sa gripo ay naglalaman ng dissolved chlorine at ilang asin, kaya ang kumukulong punto nito sa normal na atmospheric pressure ay maaaring bahagyang naiiba sa ). Kaya, kumukulo ang alkohol sa , eter - sa , mercury - sa . Mangyaring tandaan: kung mas pabagu-bago ang isang likido, mas mababa ang punto ng kumukulo nito. Sa talahanayan ng mga punto ng kumukulo makikita rin natin na kumukulo ang oxygen sa. Nangangahulugan ito na sa normal na temperatura ang oxygen ay isang gas!

Alam namin na kung ang takure ay tinanggal mula sa init, ang pagkulo ay agad na titigil - ang proseso ng pagkulo ay nangangailangan ng patuloy na supply ng init. Kasabay nito, ang temperatura ng tubig sa takure ay tumitigil sa pagbabago pagkatapos kumukulo, na nananatiling pantay sa lahat ng oras. Saan napupunta ang ibinibigay na init?

Ang sitwasyon ay katulad ng proseso ng pagtunaw: ginagamit ang init upang mapataas ang potensyal na enerhiya ng mga molekula. Sa kasong ito - upang magsagawa ng trabaho upang alisin ang mga molekula sa ganoong mga distansya na ang mga puwersa ng pagkahumaling ay hindi magagawang panatilihing malapit ang mga molekula sa isa't isa, at ang likido ay magiging isang gas na estado.

Boiling graph

Isaalang-alang natin ang isang graphical na representasyon ng proseso ng pag-init ng isang likido - ang tinatawag na kumukulo na tsart(Larawan 4).

kanin. 4. Boiling graph

Ang rehiyon ay nauuna sa simula ng pagkulo. Sa lugar, kumukulo ang likido, bumababa ang masa nito. Sa puntong ito ang likido ay ganap na kumukulo.

Upang makapasa sa seksyon, i.e. Upang ang isang likido na dinala sa kumukulong punto ay ganap na maging singaw, ang isang tiyak na halaga ng init ay dapat ibigay dito. Ipinapakita ng karanasan na ang isang naibigay na halaga ng init ay direktang proporsyonal sa masa ng likido:

Ang proportionality factor ay tinatawag tiyak na init ng singaw mga likido (sa punto ng kumukulo). Ang tiyak na init ng singaw ay ayon sa bilang na katumbas ng dami ng init na dapat ibigay sa 1 kg ng likido na kinuha sa punto ng kumukulo upang ganap itong mabago sa singaw.

Kaya, sa tiyak na init ng singaw ng tubig ay katumbas ng kJ/kg. Ito ay kagiliw-giliw na ihambing ito sa tiyak na init ng pagkatunaw ng yelo (kJ/kg) - ang tiyak na init ng singaw ay halos pitong beses na mas malaki! Hindi ito nakakagulat: pagkatapos ng lahat, upang matunaw ang yelo, kailangan mo lamang sirain ang nakaayos na pag-aayos ng mga molekula ng tubig sa mga node ng kristal na sala-sala; sa parehong oras, ang mga distansya sa pagitan ng mga molekula ay nananatiling halos pareho. Ngunit upang gawing singaw ang tubig kailangan mong gumawa ng isang bagay mahusay na trabaho sa pamamagitan ng pagsira sa lahat ng mga bono sa pagitan ng mga molekula at pag-alis ng mga molekula sa makabuluhang distansya mula sa isa't isa.

Condensation graph

Ang proseso ng steam condensation at kasunod na paglamig ng likido ay nakikita sa graph na simetriko sa proseso ng pag-init at pagkulo. Narito ang may kaugnayan graph ng condensation para sa kaso ng isang daang degree na singaw ng tubig, na kadalasang nahaharap sa mga problema (Larawan 5).

kanin. 5. Condensation graph

Sa puntong mayroon tayong singaw ng tubig sa . May condensation sa lugar; sa loob ng lugar na ito ay may pinaghalong singaw at tubig sa . Sa puntong wala nang singaw, mayroon lamang tubig sa . Ang lugar ay ang paglamig ng tubig na ito.

Ipinakikita ng karanasan na sa panahon ng paghalay ng isang singaw ng isang masa (ibig sabihin, kapag dumadaan sa isang seksyon), eksakto ang parehong dami ng init na inilabas na ginugol sa pag-convert ng isang likidong masa sa singaw sa isang naibigay na temperatura.

Ihambing natin ang mga sumusunod na dami ng init para sa kasiyahan:

Na inilabas kapag ang singaw ng tubig ay namumuo;
, na inilalabas kapag ang nagreresultang 100-degree na tubig ay lumalamig sa temperatura na, sabihin nating, .

J;
J.

Ang mga numerong ito ay malinaw na nagpapakita na ang isang paso ng singaw ay mas malala kaysa sa isang paso sa tubig na kumukulo. Kapag ang kumukulong tubig ay nadikit sa balat, "lamang" ang ilalabas (ang kumukulong tubig ay lumalamig). Ngunit sa kaso ng pagkasunog na may singaw, isang pagkakasunud-sunod ng magnitude na mas malaking halaga ng init ang unang ilalabas (ang singaw ay namumuo), isang daang degree na tubig ay nabuo, pagkatapos ay ang parehong halaga ay idaragdag habang ang tubig na ito ay lumalamig.