Номер 1, страница 60 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

1. Обычно при испарении жидкость охлаждается. Когда возможно испарение жидкости при постоянной температуре?

Решение

Испарение — это процесс фазового перехода, при котором вещество переходит из жидкого состояния в газообразное. Этот процесс является эндотермическим, то есть требует затрат энергии.

В обычных условиях, когда жидкость испаряется в адиабатически изолированной или частично изолированной системе (например, в открытом стакане), энергия, необходимая для испарения, отбирается у самой жидкости. С поверхности улетают наиболее "быстрые" молекулы, то есть молекулы с наибольшей кинетической энергией. В результате средняя кинетическая энергия оставшихся в жидкости молекул уменьшается. Поскольку температура тела является мерой средней кинетической энергии его молекул, жидкость охлаждается.

Чтобы процесс испарения происходил при постоянной температуре, необходимо непрерывно компенсировать эту потерю энергии. Это возможно, если к жидкости подводить тепло извне. Скорость подвода тепла должна быть равна скорости, с которой энергия тратится на парообразование. Количество теплоты $Q$, необходимое для испарения массы жидкости $m$, определяется формулой: $Q = L \cdot m$ где $L$ — удельная теплота парообразования, являющаяся характеристикой вещества.

Таким образом, испарение при постоянной температуре возможно, если система не изолирована, а находится в тепловом контакте с окружающей средой (термостатом), которая имеет достаточно большую теплоемкость и способна поставлять необходимое количество тепла, поддерживая температуру жидкости неизменной. Хорошим примером такого процесса является кипение воды в кастрюле на плите: пока вся вода не выкипит, ее температура будет оставаться постоянной (100 °C при нормальном атмосферном давлении), так как подводимое от плиты тепло полностью расходуется на парообразование.

Ответ: Испарение жидкости при постоянной температуре возможно в том случае, если к ней осуществляется непрерывный подвод тепла от внешнего источника, который полностью компенсирует энергию, затрачиваемую на процесс парообразования.