Номер 5, страница 49 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

5. Почему ожоги кожи водяным стоградусным паром более сильные, чем ожоги кипящей водой?

Ожоги от водяного пара при температуре 100 °C более сильные, чем от кипящей воды той же температуры, из-за различия в количестве тепловой энергии, которую они передают коже.

Когда на кожу попадает кипящая вода (кипяток), она отдает тепло только в процессе остывания. Количество переданной теплоты определяется её массой, удельной теплоемкостью и разностью температур.

В случае с водяным паром процесс передачи тепла гораздо более интенсивен и состоит из двух этапов:

1. Конденсация. При контакте с более холодной поверхностью кожи пар сначала конденсируется — переходит из газообразного состояния в жидкое (воду), сохраняя температуру 100 °C. Во время этого фазового перехода выделяется очень большое количество энергии, называемое удельной теплотой парообразования. Это количество теплоты рассчитывается по формуле: $Q_1 = L \cdot m$, где $L$ — удельная теплота парообразования воды (приблизительно $2,3 \cdot 10^6$ Дж/кг), а $m$ — масса пара.

2. Охлаждение. Образовавшаяся в результате конденсации вода с температурой 100 °C затем остывает, отдавая коже дополнительное тепло, точно так же, как и кипяток. Количество этой теплоты рассчитывается по формуле: $Q_2 = c \cdot m \cdot \Delta t$.

Таким образом, общее количество теплоты, которое получает кожа от пара, является суммой теплоты конденсации и теплоты охлаждения: $Q_{общ} = Q_1 + Q_2 = L \cdot m + c \cdot m \cdot \Delta t$.

Сравнивая с теплотой, отданной кипятком ($Q_2$), видно, что пар передает коже значительно больше энергии за счет слагаемого $Q_1$. Именно эта дополнительная, скрытая энергия конденсации и является причиной более тяжелых ожогов.

Ответ: Ожоги от стоградусного пара сильнее, потому что при контакте с кожей пар не только остывает, но и конденсируется (превращается в воду). В процессе конденсации выделяется большое количество дополнительной энергии (удельная теплота парообразования), которая и наносит основной ущерб тканям. Кипящая вода же отдает тепло только в процессе остывания.