Диаграмма состояния
Задача 5. В сосуд объема V=22,4 л при нормальном давлении воздуха и температуре t0=0°С налили 18 г воды. Затем сосуд заткнули и нагрели до температуры 100°С. Чему равно давление в сосуде?
Задача 7. В тройной точке удельная теплота парообразования воды lп.=2,48×106Дж/кг, удельная теплота плавления lж=3,32×105Дж/кг. Чему равна удельная теплота сублимации lс. воды в тройной точке? Задача 8. Приготовление пищи в кастрюле-скороварке идет при температуре t1=120°C. При такой температуре давление насыщенных водяных паров Р1=2 атм. Во сколько раз плотность пара при этом выше, чем над поверхностью кипящей воды в открытой кастрюле? Задача 9. Как известно, при жарке пищи кипит находящаяся в ней вода, а не масло, на котором жарится еда. Давление насыщенных паров масла при 100°С равно Рм.=1 мм рт. ст., молярная масса масла mмас.=80 г/моль. Во сколько раз отличаются плотности паров воды и масла под крышкой сковороды?
а) Графики зависимости давления паров в закрытом сосуде от времени изображены на рисунке 1. Одно и то же вещество или нет испарялось в обоих случаях? Объясните ход и различие кривых (смену характера зависимости). б) Температура кипения соленой воды выше, чем несоленой воды. Больше, меньше или равна плотность насыщенных паров над кипящей соленой водой, чем над несоленой? В чем состоит молекулярный механизм повышения температуры кипения при подсаливании воды? в) В таблицах температуры плавления и удельной теплоты плавления веществ не приводятся данные для стекла. Почему? г)Почему в сауне человек выдерживает температуру, превышающую 100°С? д) Удельная теплота парообразования воды значительно больше, чем серного эфира. Почему же эфир, налитый на руку, производит значительно большее охлаждение, чем вода? е)Где кипящая вода горячее – на уровне моря или в глубокой шахте? ж) Почему приготовление пищи в горах требует значительно большего времени, чем при обычных условиях? з) Зубные врачи, применяющие для осмотра зубов небольшое зеркальце предварительно его нагревают до температуры несколько выше 37°С. Зачем? и) Поздним летом и ранней осенью огородники с тревогой поглядывают на небо: затянуто или нет тучами. Если небо затянуто тучами и ночью пошел дождь, то огородники успокаиваются. В чем дело?
Задача 11. Экспериментальная установка для изучения зависимости давления насыщенных паров жидкости от температуры в диапазоне от точки кристаллизации до точки кипения представляет собой длинную перевернутую пробирку, погруженную в подогреваемую воду. Первоначально в пробирке имеется небольшая незаполненная жидкостью полость объемом V0. По мере нагревания жидкости объем полости увеличивается. Как из графика зависимости объема полости от температуры извлечь информацию о зависимости давления насыщенных паров от температуры? Атмосферное давление равно PA, плотность жидкости r, начальная температура жидкости T0, мениск свободной поверхности жидкости в пробирке находится на глубине Н. Задача 12. В закрытый сосуд объемом 166 л поместили воду, масса которой m=0,5 кг, а затем сосуд нагрели до температуры t=127°С. Какова масса жидкой воды, оставшейся в сосуде при этих условиях? Объемом, занимаемым водой по сравнению с объемом сосуда можно пренебречь. Молярная теплота парообразования воды равна L=4,063×104Дж/моль. Задача 13. В таблице даны давления и температуры тройных точек различных веществ. Используя эту таблицу, рассортируйте вещества по признаку: плавится или нет вещество при атмосферном давлении. Задача 14. Оцените массу воды, испаряющейся при комнатной температуре с единицы свободной поверхности воды в открытом стакане при 27°С. Объясните, почему наблюдаемое время испарения воды из стакана гораздо больше, чем время, следующее из вашей оценки? В каких условиях наблюдаемое время испарения стакана воды близко к оценке?
|
Задача 6. Ведро, в котором находится смесь воды со льдом, массой m=10 кг внесли в комнату и сразу же начали измерять температуру смеси. Получившийся график зависимости температуры t от времени t изображен на рисунке 80. Какова масса льда была в ведре, когда его внесли в комнату? Теплоемкостью ведра пренебречь. Удельная теплоемкость воды равна С=4,2×103Дж/кг°×К, удельная теплота плавления льда l=0,33×106Дж/кг.
Задача 10. В теплоизолированный сосуд, в котором находится лед массой m1=3кг при температуре t1=–10°С, ввели воду, масса которой m2=0,5 кг, а температура t2=10°С. Найдите массу льда в сосуде после установления теплового равновесия. Удельная теплоемкость льда С1=2,1×103Дж/кг×К, удельная теплоемкость воды С2=4,2×103Дж/кг×К, удельная теплота плавления льда lж.=0,33×106Дж/кг. Теплоемкость сосуда не учитывать.
