Удельная теплота парообразования и конденсации

Урок № Тема: Удельная теплота парообразования и конденсации.

Цель урока: ввести новую физическую величину - удельную теплоту парообразования; объяснить на основе закона сохранения и превращения энергии равенство удельной теплоты парообразования и конденсации.

Ход урока

Фронтальный опрос

1. Где быстрее закипит вода - на поверхности земли или в глубокой шахте? Почему?

2. Как изменяется «шум» воды при длительном кипении?

3. Можно ли заставить кипеть воду, не нагревая ее? Как это сделать?

4. Будет ли кипеть вода, в которой не будет растворенных газов?

5. Чем отличается процесс испарения от кипения жидкости?

6. Будет ли кипеть вода в невесомости?

Изучение нового материала

План изложения нового материала:

• удельная теплота парообразования.

• расчет количества теплоты при парообразовании и конденсации.

1. Удельная теплота парообразования

Любой процесс испарения идет с понижением внутренней энергии жидкости. Поэтому, как только прекращается доступ энергии для кипящей жидкости, процесс испарения посредством кипения прекращается.

Так как кипение идет при постоянной температуре, то вся энергия идет на сообщение жидкости такой энергии, при которой пузырьки с паром мог­ли подниматься вверх.

Опытным путем было установлено, что при нормальных условиях для превращения 1 кг воды в пар при температуре кипения нужно 2,3 МДж энергии. Для превращения 1 кг эфира в пар нужно 0,4 • 10⁶ Дж энергии.

Опр. Под удельной теплотой парообразования понимают то количество теплоты, которое необходимо для превращения в пар 1 кг жидкости при температуре кипения.

[L] = Дж/кг.

Для различных жидкостей значения удельной теплоты парообразования определены и являются табличными величинами.

При решении задач можно пользоваться таблицей 6 учебника или таб­лицей 9 сборника задач по физике (В. И. Лукашик).

1. Расчет количества теплоты при парообразовании и конденсации

Зная значение удельной теплоты парообразования, легко найти коли­чество теплоты которое идет на превращение в пар жидкости. Для определения количества теплоты в этом случае можно использовать следующую формулу: Q = L·m

Очевидно, что если пар конденсируется, то в окружающую среду выделяется количество теплоты, равное: Q = - L·m

Знак «-» указывает на то, что вещество отдает тепло. При этом пар превращается в жидкость, которая имеет такую же температуру, которую имел пар при конденсации. Конденсация, как и испарение идет при постоянной температуре.

Разбор примера на стр. 50

Решение задач: упражнение 10 (2, 3, 5, 6)

Задача 1

Какое количество теплоты необходимо для превращения в пар 200 г во­ды при температуре кипения?

Задача 2

Какое количество воды можно превратить в пар, если передать воде 1,5 · 10⁶ Дж тепла. Начальная температура воды 100°С.

Домашнее задание: §20 учебника; упр. 10 (1, 4); № 1114-1117.