Задание №19 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
В первом из двух одинаковых сосудов при комнатной температуре
и нормальном атмосферном давлении находится свеженалитая сырая вода,
во втором – такое же количество воды, подвергшейся предварительному длительному кипячению. В каком из сосудов при нагревании на одинаковых плитках вода закипит быстрее? Ответ поясните.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
Это качественная задача на понимание процессов кипения и растворимости газов в жидкостях. Разберём ситуацию по шагам.
1. Физическое явление: Процесс кипения жидкости начинается с образования пузырьков пара. Для того чтобы пузырёк пара начал расти, ему необходимы так называемые «центры парообразования». В воде такими центрами обычно служат мельчайшие пузырьки растворённого воздуха, которые всегда присутствуют в сырой воде.
2. Различие между сырой и кипячёной водой: В сырой воде содержится значительное количество растворённого воздуха. При нагревании растворимость газов уменьшается, и воздух выделяется в виде микроскопических пузырьков на стенках сосуда и в объёме воды. Именно в эти пузырьки воздуха начинает испаряться вода, превращая их в пузырьки пара.
В кипячёной воде, которая подвергалась длительному кипению, большая часть растворённого воздуха была удалена. Следовательно, в такой воде центров парообразования (пузырьков воздуха) значительно меньше.
3. Механизм закипания: Кипение — это процесс интенсивного испарения жидкости не только с её поверхности, но и внутрь пузырьков по всему объёму. Поскольку в сырой воде центров парообразования (пузырьков воздуха) больше, процесс формирования и роста пузырьков пара начинается раньше и протекает легче. В кипячёной воде из-за дефицита центров парообразования может наблюдаться эффект «перегрева», когда температура воды уже достигла , но активное бурление (кипение) задерживается.
4. Вывод: Так как в сырой воде больше растворённого воздуха, служащего центрами парообразования, она закипит быстрее, чем кипячёная вода при прочих равных условиях.
Ответ: В первом сосуде (с сырой водой) вода закипит быстрее.
Источник: ФИПИ