Для изучения тепловых свойств различных веществ термометры положили в две коробочки одинаковых размеров. Первая была сделана из дерева, а вторая из непрозрачного стекла. Затем эти две коробочки с термометрами внутри вынесли на сильный мороз. Удельная теплоёмкость дерева 2400 Дж/(кг ∙ °С), стекла 840 Дж/(кг ∙ °С). Через равное время проверили показания термометров. Температура, которую показывает термометр из второй коробочки Укажите правильный вариант ответа:
1. более высокая, чем температура термометра из первой коробочки.
2. не изменилась в процессе эксперимента 3. меньше, чем температура термометра
из первой коробочки
4. стала равна температуре термометра из первой коробочки и равна температуре окружающего воздуха
Кроме того, совершается работа против внешнего давления, ибо пар занимает больший объем, чем жидкость, из которой он образовался.
Сделаем этот подсчет для воды, кипящей при нормальном давлении и, следовательно, при температуре 100 °С. Пусть поршень имеет площадь 100 см2. Так как нормальное атмосферное давление равно 1,013X105 Па, то на поршень действует сила 1,013•105 Па•0,01м2= 1013 Н. Если поршень поднимется на 0,1 м, будет произведена работа 1013 Н•0,1 м=101,3 Дж. При этом образуется 0,01•0,1=10-3 м3 пара. Плотность пара при 100 °С равна 0,597 кг/м3, поэтому масса пара равна 0,597•10-3 кг. Следовательно, при образовании 1 кг пара на работу против внешнего давления будет затрачено 101,3/(0,597•10-3)=170 кДж.
При испарении 1 кг воды при 100 °С расходуется 2250 кДж (удельная теплота парообразования) . Из них 170 кДж затрачивается, как показывает наш подсчет, на работу против внешнего давления. Следовательно, остаток, равный 2250—170=2080 кДж, представляет собой приращение внутренней энергии 1 кг пара по сравнению с энергией 1 кг воды.