Главная » FAQ » Молекулярно-кинетическая теория
51.На дно герметически закрытого сосуда налита вода. На полке внутри этого сосуда стоит банка с водой. Какие изменения произойдут в этой системе через продолжительное время? Температура системы поддерживается постоянной.
52.Не является ли нарушением второго начала термодинамики процесс, описанный в предыдущей задаче, в результате которого некоторое количество теплоты в теплоизолированной системе передается от холодного тела к более нагретому?
53.Манометр парового котла показывает 13 атм, а термометр показывает температуру пара 370° С. Какой это пар: насыщенный или перегретый?
54.Пробирка наполнена водой и открытым концом опущена в стакан с водой (рис. 94). Изменится ли уровень воды в пробирке, если установку нагреть до точки кипения воды?
55.В трубке барометра В (рис. 95) над ртутью находится вода, в трубке С - серный эфир. Уровни ртути соответствуют температуре 30° С. Как изменятся уровни ртути в трубках, если температура повысится до 35° С?
56.Почему, когда вода в кастрюле кипит в печи, «пара» не видно, а когда кастрюлю вынут из печи, то «пар» делается видимым?
57.Можно ли всасывающим водяным насосом поднять кипящую воду?
58.Парообразование при кипении происходит при постоянной температуре, а парообразование при испарении - с понижением температуры. Чем обусловлена такая разница?
59.Можно ли вскипятить воду, подогревая ее паром при температуре 100° С? Атмосферное давление считать нормальным.
60.Будет ли кипеть вода в стакане, плавающем в сосуде, в котором кипит вода?
61.Изменится ли ответ на вопрос предыдущей задачи, если в воде, находящейся в сосуде, растворить несколько столовых ложек поваренной соли?
62.Большой сосуд с кипяченой водой, в котором плавает стакан с сырой водой, ставят на нагреватель. Через некоторое время вода в стакане закипает раньше, чем в сосуде. Объясните явление.
63.Для варки клея устраивают сосуд с двойными стенками, между которыми наливают воду. Зачем это делают?
64.При заваривании кофе температура воды должна быть около 100° С, но вода не должна при этом кипеть. Предложите способы, позволяющие осуществить указанное действие при соблюдении этих двух условий.
65.В закрытом цилиндре в равных объемах находятся вода и водяной пар, близкий к состоянию насыщения, а) Начертите график, показывающий, как изменяется давление в цилиндре при изотермическом сжатии содержимого,
66.Имеются три непрозрачных цилиндра, закрытых подвижными поршнями. Известно, что в одном цилиндре находится газ при температуре выше критической, в другом - насыщенный, а в третьем - ненасыщенный пар.
67.Что произойдет, если нагреть жидкость в плотничьем уровне до очень высокой температуры? Каков предел изменения размеров пузырька?
68.Начертите в координатах V, р три изотермы для вещества при температурах ниже критической, критической и выше критической. Укажите на диаграмме точки, соответствующие критическому объему и давлению.
69.Температура воздуха 30° С. Возможно ли, производя соответствующее давление, обратить при этой температуре углекислый газ в жидкое состояние?
70.При критической температуре удельная теплота парообразования всякой жидкости равна нулю. Почему?
71.Если газ, нагретый выше критической температуры, сильно сжать, а затем дать ему возможность быстро расшириться, то на некоторое время появляется туман, служащий признаком обращения газа в жидкое состояние. Отчего это происходит?
72.В прочный сосуд поместили воду и нагрели ее до 500° С, давление увеличилось до 500 атм. Жидкость или газ находится в сосуде?
73.На рисунке 96 показана зависимость давления насыщенных паров от температуры (кривая ABCD). Почему эта зависимость в отличие от закона Шарля для газов не является линейной?
74.В каком состоянии вещества плотность повышается с повышением температуры и почему это происходит?
75.Газ превращается в жидкость, если его сжать и понизить температуру. Почему же при расширении газа в пустоту он может также превратиться в жидкость?
На дно герметически закрытого сосуда налита вода. На полке внутри этого сосуда стоит банка с водой. Какие изменения произойдут в этой системе через продолжительное время? Температура системы поддерживается постоянной.

Как изменится результат, если система теплоизолирована?
Уровни воды в сосудах находятся на разной высоте. Поэтому давление пара над поверхностью воды в сосудах будет различным. Вследствие этого вода в банке будет все время испаряться и конденсироваться на дне сосуда. Если система теплоизолирована, то одновременно с этим она будет охлаждаться в банке и нагреваться на дне сосуда.


Не является ли нарушением второго начала термодинамики процесс, описанный в предыдущей задаче, в результате которого некоторое количество теплоты в теплоизолированной системе передается от холодного тела к более нагретому?

Нет, так как при этом сила тяжести совершает некоторую работу и нагревателю (вода на дне сосуда) передастся не только количество теплоты, взятое у холодильника (вода в банке), но и энергия, равная изменению потенциальной энергии сконденсировавшейся массы воды при ее переходе из банки на дно сосуда.


Можно ли всасывающим водяным насосом поднять кипящую воду?

Нельзя, так как под поршнем вместо разреженного воздуха будет находиться пар под давлением, равным внешнему атмосферному.


Парообразование при кипении происходит при постоянной температуре, а парообразование при испарении - с понижением температуры. Чем обусловлена такая разница?

В первом случае парообразование происходит за счет энергии нагревателя, во втором - за счет внутренней энергии тела.


Можно ли вскипятить воду, подогревая ее паром при температуре 100° С? Атмосферное давление считать нормальным.

Нельзя. Чтобы передавать воде энергию, необходимую для кипения, пар должен иметь температуру выше 100° С.


Будет ли кипеть вода в стакане, плавающем в сосуде, в котором кипит вода?

Для кипения необходим приток энергии, здесь же в обоих сосудах температура 100° С. Поэтому из внешнего сосуда во внутренний энергия передаваться не будет, вода в стакане кипеть не будет.


Изменится ли ответ на вопрос предыдущей задачи, если в воде, находящейся в сосуде, растворить несколько столовых ложек поваренной соли?

Теперь вода в стакане будет кипеть, так как температура кипящего раствора в сосуде выше температуры кипения воды в стакане и теплопередача будет происходить.


Большой сосуд с кипяченой водой, в котором плавает стакан с сырой водой, ставят на нагреватель. Через некоторое время вода в стакане закипает раньше, чем в сосуде. Объясните явление.

Вода в сосуде оказалась перегретой (нагретой выше температуры кипения), так как при предварительном ее кипячении из нее был изгнан воздух.


В закрытом цилиндре в равных объемах находятся вода и водяной пар, близкий к состоянию насыщения, а) Начертите график, показывающий, как изменяется давление в цилиндре при изотермическом сжатии содержимого,

б) Какому состоянию вещества соответствует каждый отрезок изотермы?
См. рисунок 327. Отрезок АВ соответствует ненасыщенному пару, ВС - насыщенному пару, CD - жидкости.


Имеются три непрозрачных цилиндра, закрытых подвижными поршнями. Известно, что в одном цилиндре находится газ при температуре выше критической, в другом - насыщенный, а в третьем - ненасыщенный пар.

Как определить, что находится в каждом из цилиндров?
Нужно нажать на поршень и сжать газ. Если при этом давление будет все время возрастать, то в цилиндре находится газ при температуре выше критической. Если сначала при сжатии давление возрастает, а затем остается неизменным, то в цилиндре был ненасыщенный пар. А если давление все время постоянно, то в цилиндре - насыщенный пар.


Что произойдет, если нагреть жидкость в плотничьем уровне до очень высокой температуры? Каков предел изменения размеров пузырька?

Будем считать стенки трубки достаточно прочными. При повышении температуры объем жидкости увеличивается, а плотность уменьшается; объем пара в пузырьке уменьшается, а плотность его возрастает. При критической температуре исчезает различие между жидкостью и ее паром. Дальнейшее повышение температуры обращает содержимое трубки уровня в ненасыщенный водяной нар. Поэтому пределом увеличения объема пузырька является объем трубки уровня.


На рисунке 96 показана зависимость давления насыщенных паров от температуры (кривая ABCD). Почему эта зависимость в отличие от закона Шарля для газов не является линейной?

В каком случае зависимость давления паров от температуры будет изображаться линиями ABF или АВСЕ?
Так как в сосуде находилось некоторое количество жидкости, то при повышении температуры давление пара возрастало не только за счет увеличения скорости движения молекул, но и за счет увеличения его плотности. Точка излома (В или С) графика означает, что жидкость здесь полностью испарилась.