Тройная точка

Читайте также:

Можно создать условия, при которых пар, жидкость и твёрдое состояние могут попарно существовать в равновесии. Могут ли находиться в равновесии все три состояния? Такая точка на диаграмме давление

–

температура существует, её называют тройной.

Если поместить в закрытый сосуд, в котором создан вакуум, при 0 °С воду с плавающим льдом, то в свободное пространство начнут поступать водяные (и «ледяные») пары.

При давлении 4,6 мм рт. ст. испарение прекратится, и наступит состояние насыщения. Теперь три фазы –

–

лёд, вода и пар

–

будут в состоянии равновесия. Эта и есть тройная точка.

Соотношения между различными состояниями наглядно показывает диаграмма для воды, изображённая на рисунке.

Кривые на рисунке

–

это кривые равновесия между льдом и паром (кривая (в)), льдом и водой (кривая (а)), водой и паром (кривая (б)). По вертикали, как обычно, откладывается давление, по горизонтали

–

температура.

Три кривые пересекаются в тройной точке и делят диаграмму на три области: лёд, вода и водяной пар.

Диаграмма состояния позволяет дать ответ на вопрос, какое агрегатное состояние вещества достигается в равновесии при определённом давлении и определённой температуре.

Если в условия, соответствующие области «лёд» на графике, поместить воду или пар, то они станут льдом. Если для жидкости или твёрдого тела создать условия, соответствующие области «пар», то получится пар, а условия области «вода» приведут к тому, что пар будет конденсироваться, а лёд

–

плавиться.

Диаграмма существования фаз позволяет сразу же ответить на вопрос, что произойдет с веществом при нагревании или сжатии.

На рисунке изображены две такие линии, одна из них (линия (1))

–

это нагревание при нормальном давлении. Линия лежит выше тройной точки. Поэтому она пересечёт сначала кривую плавления, а затем, за пределами чертежа, и кривую испарения. Лёд при нормальном давлении расплавится при температуре 0 °С, а образовавшаяся вода закипит при 100 °С.

Иначе будет обстоять дело для льда, нагреваемого при очень небольшом давлении, скажем, чуть ниже 4,6 мм рт. ст.

Процесс нагревания изобразится линией, идущей ниже тройной точки. Кривые плавления и кипения не пересекаются этой линией. При таком незначительном давлении нагревание приведёт к непосредственному переходу льда в пар, твёрдое вещество будет прямо превращаться в пар.

Что произойдет со льдом при температуре и давлении, заданных точкой Б на диаграмме состояния воды?

	1)	останется льдом
	2)	превратится в пар
	3)	превратится в жидкость
	4)	превратится частично в пар, частично в жидкость

6D3B94

Летящая пуля пробивает тонкую деревянную стенку. В момент удара о стенку скорость пули была равна 400

. В процессе торможения температура пули увеличилась с 50 до 300 °С. Какую скорость имела пуля при вылете из стенки, если считать, что всё количество теплоты, выделяемое при торможении в стенке, поглощается пулей? Удельная теплоёмкость вещества, из которого изготовлена пуля, равна 140

Дж

кг

Сo

Будет ли легче сдвигать полированные стёкла, сложенные стопкой, в случае, если предварительно между ними положить листы сухой бумаги? Ответ поясните.

6F87FB

Зависимость температуры 1 л воды от времени в процессе непрерывного охлаждения представлена на графике. На сколько больше выделилось энергии при кристаллизации воды, чем при её охлаждении?

	1)	414 кДж
	2)	372 кДж
	3)	246 кДж
	4)	42 кДж

Начало формы

Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы расплавить кусок льда массой 5 кг, если его начальная температура –10 °С?

	1)	210 кДж
	2)	1650 кДж
	3)	1755 кДж
	4)	1860 кДж

Конец формы

75FC9B

Начало формы

Зависимость температуры 1 л воды от времени в процессе охлаждения представлена на графике. Какое количество теплоты выделилось водой за первые 50 минут?

Конец формы

1)	414 кДж
	2)	372 кДж
	3)	246 кДж
	4)	42 кДж

7615C9

Какая доска на ощупь кажется более холодной: сухая или влажная, если их температура одинакова и равна комнатной? Ответ поясните.

7A2072

По результатам нагревания тела массой 5 кг, первоначально находившегося в кристаллическом состоянии, построен график зависимости температуры этого вещества от полученного им количества теплоты. Считая, что потерями энергии можно пренебречь, определите количество теплоты, которое потребовалось для нагревания 1 кг вещества в твёрдом состоянии на 1 °С.

1)	750 Дж
	2)	1200 Дж
	3)	2000 Дж
	4)	150 000 Дж

7CB344

Как пьют кошки При питье (лакании) кошки создают намного меньше брызг, чем собаки. Учёные заинтересовались причиной этого и выяснили, что физические основы процесса лакания кошек и собак совсем разные. Чтобы выяснить, как кошки лакают, была использована высокоскоростная камера, которая показала, что кончик языка кошки загибают не вперёд, что кажется логичным, а назад, то есть животные вовсе не пользуются языком как ложкой. Также выясняется, что язык кошек практически не проникает ниже поверхности жидкости, а только лишь слегка касается её. В отличие от кошек, собаки черпают жидкость, делая из языка подобие ложки. Когда загнутый назад кончик языка кошки дотрагивается до жидкости, некоторая её часть прилипает к поверхности языка. Жидкость смачивает поверхность языка кошки, так как силы взаимодействия между молекулами жидкости и поверхностью языка больше, чем силы взаимодействия молекул жидкости друг с другом. Затем язык очень быстро поднимается и увлекает за собой жидкость. Таким образом, между языком и поверхностью вытягивается столбик жидкости, непрерывно меняющий длину и толщину.

Рис. 1

И кошке нужно знать оптимальную высоту столбика.В тот момент, когда столбик жидкости имеет наибольшую толщину, кошка закрывает рот, откусывая верхнюю часть столбика. Если кошка рано закроет рот, ей достанется меньше жидкости, а если поздно, то жидкость упадёт обратно.

Учёным удалось построить действующую модель лакающей кошки. Для этого был сделан механизм с закреплённой на нём пластинкой, способный касаться поверхности воды и поднимать пластинку после касания на заданную высоту (рис. 1). С помощью высокоскоростной кинокамеры учёные установили, что при увеличении площади пластины увеличивается высота столбика захватываемой жидкости и уменьшается частота «лакания». На основе полученных данных биологи пришли к выводу, что львы и тигры должны лакать так же, как домашние кошки, только с другой скоростью. Анализ натурных видеосъёмок, проведённых биологами, доказал правильность модели.

1)	силы взаимодействия молекул жидкости с молекулами твёрдого тела отсутствуют
	2)	силы взаимодействия между молекулами жидкости отсутствуют
	3)	силы взаимодействия молекул жидкости с молекулами твёрдого тела меньше, чем силы взаимодействия молекул жидкости друг с другом
	4)	силы взаимодействия молекул жидкости с молекулами твёрдого тела больше, чем силы взаимодействия молекул жидкости друг с другом

7D92B0

На рисунке представлен график зависимости температуры вещества от времени при постоянной мощности нагревания и охлаждения.

Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

	1)	На участке АБ происходит потребление веществом энергии от нагревателя.
	2)	На участке БВ потребления веществом энергии от нагревателя не происходит.
	3)	Если вещество в начальный момент находилось в жидком состоянии, то участок ДЕ соответствует конд

4)	Если вещество в начальный момент находилось в жидком состоянии, то испарение жидкости происходит только на участке ВГ.
	5)	Если вещество в начальный момент находилось в твёрдом состоянии, то точка Е соответствует окончанию процесса плавления вещества.

7F30CE

Один стакан с водой стоит на столе в комнате, а другой стакан с водой такой же массы и такой же температуры находится в самолёте, летящем со скоростью 800

км

. Внутренняя энергия воды в самолёте

	1)	равна внутренней энергии воды в комнате
	2)	больше внутренней энергии воды в комнате
	3)	меньше внутренней энергии воды в комнате
	4)	равна нулю

825FD2

В электрочайнике с сопротивлением нагревательного элемента 12,1 Ом находится 0,6 кг воды при 20 °С. Чайник включили в сеть с напряжением 220 В и забыли выключить. Каков КПД установки, если через 11 мин вода полностью выкипела?

Рис. 1

Большие кошки лакают

	1)	с большей частотой; у них больше площадь языка, и столбик жидкости раньше отрывается
	2)	с меньшей частотой; у них больше площадь языка, и столбик жидкости получается толще

3)	с большей частотой; у них больше площадь языка, и жидкость плохо смачивает поверхность языка
	4)	с меньшей частотой; у них больше площадь языка, и жидкость лучше смачивает поверхность языка

В закрытой кастрюле находятся вода и водяной пар такой же массы при температуре 100 °С. Внутренняя энергия воды

	1)	равна внутренней энергии пара
	2)	больше внутренней энергии пара
	3)	меньше внутренней энергии пара
	4)	равна нулю

8A2B84

На рисунке представлен график зависимости температуры некоторого вещества массой 1 кг от полученного количества теплоты.

Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

При температуре 30 °С вещество могло находиться в любом агрегатном состоянии: твёрдом, жидком, газообразном.

При температуре 230 °С вещество могло либо плавиться, либо кипеть.

Если считать, что вещество находилось изначально в твёрдом состоянии, то удельная теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии равна 250

Дж

кг

Сo

Если считать, что тело изначально находилось в жидком состоянии, то при температуре 230 °С вещество начинает кристаллизоваться.

При температуре выше 230 °С вещество может находиться только в газообразном состоянии.

8BFC2E

Какой(-ие) из следующих опытов Вы предложили бы провести, чтобы доказать, что температура кипения воды зависит от атмосферного давления? А. Провести измерения температуры кипения воды на уровне моря и по мере подъёма в горы. Б. Провести измерения температуры кипения воды на уровне моря и по мере погружения в батисфере в морские глубины.

	1)	только А
	2)	только Б
	3)	и А, и Б

ни А, ни Б

92DE0A

Нагрузка электронагревательных приборов Для нормальной работы любого электронагревательного прибора его обмотка должна быть правильно рассчитана. При прохождении электрического тока по металлическому проводнику его температура повышается. Выделяющееся при этом количество теплоты не остаётся внутри проводника, а уходит вследствие теплопередачи (теплопроводности, конвекции и излучения) через поверхность проволоки. Количество теплоты, ушедшее вследствие теплопередачи, тем больше, чем больше разность температур проволоки и окружающей среды и чем лучше отводит тепло окружающая среда. Поэтому после включения тока температура проволоки постепенно повышается, пока через некоторое время не сделается постоянной, при которой количество теплоты, выделяющееся в проволоке, в точности равно количеству теплоты, уходящему вследствие теплопередачи. Чем хуже проводит тепло окружающая среда, тем выше эта окончательная температура, и, наоборот, чем лучше среда проводит тепло и чем лучше идёт охлаждение, тем более низкую температуру принимает проволока под действием данного тока. Кроме того, температура проволоки при определённом токе тем выше, чем лучше её тепловая изоляция. Поэтому стараются как можно лучше изолировать нагревательный прибор со всех сторон, кроме той, где должна быть использована высокая температура нагревательного элемента. Чтобы нагревательная обмотка не разрушалась слишком быстро, её рабочая температура не должна превышать определённого значения, а значит, сила тока в обмотке не должна превышать максимально допустимой нагрузки, которая зависит от материала проволоки. Это значит, что для проволоки определённой толщины, изготовленной из определённого материала, существует некоторый предельный ток, выше которого проволока начинает быстро разрушаться. Предельно допустимый ток («максимальная нагрузка») зависит также и от тепловой изоляции, и сила его значительно больше для проволоки, находящейся в воздухе и, следовательно, хорошо охлаждающейся благодаря конвекции, чем для проволоки, заключённой, например, в асбест. В таблице приведены некоторые значения максимальной допустимой нагрузки для нихрома в обычных электронагревательных приборах и для никелина в реостатах. Предельная нагрузка в реостатах, указанная на приборе, определяется допустимой температурой, выше которой возникает пожарная опасность. Максимальная допустимая нагрузка обмотки в электронагревательных приборах и реостатах

Максимальная допустимая нагрузка обмотки в электронагревательных приборах и реостатах

Материал	Диаметр, мм	Сопротивление единицы длины, Ом/м	Максимальная допустимая нагрузка, А
Нихром (электронагревательные приборы)	0,3 0,5	5,5	4,5
Никелин (реостаты)	0,2 0,6 1,0 1,5	13,0 1,41 0,51 0,23	1,5 6,0 10,0 23,0

В результате какого(-их) вида(-ов) теплопередачи может происходить охлаждение металлического проводника? А. теплопроводности Б. конвекции В. излучения

	1)	только А
	2)	только Б
	3)	А и Б
	4)	А, Б, В

9AF376

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

ФОРМУЛЫ

А)	количество теплоты, необходимое для нагревания вещества в определённом агрегатном состоянии
Б)	удельная теплота плавления
В)	количество теплоты, необходимое для плавления вещества при температуре плавления

λ ·m

m·

(

−

)

c·m·

(

−

)

c·m

9B2A1D

В таблице приведены значения коэффициента, который характеризует скорость процесса теплопроводности вещества, для некоторых строительных материалов.

Строительный материал	Коэффициент теплопроводности (условные единицы)
Газобетон	0,12
Железобетон	1,69
Силикатный кирпич	0,70
Дерево	0,09

условиях холодной зимы наименьшего дополнительного утепления при равной толщине стен требует дом из

	1)	газобетона
	2)	железобетона
	3)	силикатного кирпича
	4)	дерева

9C1773

В сосуд, содержащий 200 г воды, положили кусок льда. Какова масса куска льда, если весь лёд растаял и в сосуде установилась температура 0 °С? Теплообменом с окружающим воздухом пренебречь. Начальные температуры воды и льда определите из графика зависимости температуры от времени для воды и льда в процессе теплообмена.

Медный и алюминиевый шары одинаковой массы были нагреты на 50 ^оС. При этом на нагревание медного шара энергии потребовалось

	1)	больше, так как плотность меди больше
	2)	больше, так как удельная теплоёмкость меди больше
	3)	меньше, так как плотность меди меньше
	4)	меньше, так как удельная теплоёмкость меди меньше

A04446

Свинцовый шар, совершив свободное падение с нулевой начальной скоростью с некоторой высоты на бетонную плиту, останавливается. Как изменилась в результате падения потенциальная энергия шара, его полная механическая энергия и внутренняя энергия? Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ

А)	потенциальная энергия
Б)	полная механическая энергия
В)	внутренняя энергия

1)	увеличилась
2)	уменьшилась
3)	не изменилась

По результатам нагревания тела массой 5 кг, первоначально находившегося в кристаллическом состоянии, построен график зависимости температуры этого тела от полученного им количества теплоты. Считая, что потерями энергии можно пренебречь, определите количество теплоты, которое потребовалось для нагревания 1 кг вещества в жидком состоянии на 1 °С?

	1)	750 Дж
	2)	1200 Дж
	3)	2000 Дж
	4)	150 000 Дж

Ветер Атмосфера всегда охвачена движением, более или менее быстрым. Движение воздуха, направленное вдоль земной поверхности (параллельно ей), называется ветром. Ветер в 3–5 м/с – слабый ветер, только колеблющий ветки деревьев, а ветер в 13–15 м/с сильный, мешающий пешеходу идти ему навстречу и поднимающий пенящиеся волны в море. Кроме скорости ветра определяют также и его направление: откуда дует ветер – с севера, северо-востока и т. д. Энергия ветра используется в ветряных мельницах и насосах, в ветросиловых и ветроэнергетических установках, с её помощью движутся парусные суда и проч. Использование энергии ветра тем выгоднее, чем устойчивее и сильнее ветры в данной местности. Ветроэнергетические и ветросиловые установки лучше всего применять в степной местности, на открытых берегах морей и т. д. Движение воздуха происходит от мест и областей, где давление воздуха больше, к тем местам, где давление на том же самом уровне относительно земли меньше. Различия в давлении воздуха вызываются разными причинами. Например, морской бриз возникает из-за неодинакового нагревания поверхности земли и воды солнцем, а также разной скорости их охлаждения ночью. В летний день почва на побережье нагревается сильнее, чем поверхность моря. Действительно, в сравнительно прозрачной воде тепло солнечных лучей распространяется на значительную глубину, и изменение температуры поверхности будет мало, в то время как на суше нагревается лишь самый поверхностный слой почвы, которая к тому же обладает меньшей удельной теплоёмкостью (около 1 кДж/(кг·°С)). Воздух над сушей нагревается сильнее, чем над водой, и поднимается вверх, так как его плотность меньше, чем плотность находящегося вокруг холодного воздуха. В результате давление у земли уменьшается, и к месту пониженного давления притекает более холодный воздух с моря. Такой поток и называется дневным бризом. Ночью наблюдают обратное явление: суша, прогретая за день только в тонком слое, остывает быстрее, чем вода. Остывает и увеличивает свою плотность и воздух над сушей. Так возникает ветер от берега к морю. Аналогично происхождение ветров, меняющихся от лета к зиме и называемых муссонами. В Азии летом температура воздуха может превышать 50 °С и давление воздуха сильно понижается. В результате мощный поток более холодного воздуха с грозами и ливнями вторгается с моря в конце мая или начале июня в Индию. Зимой над Сибирью и Центральной Азией давление воздуха возрастает, и холодный воздух течёт оттуда на восток – на Японское и Жёлтое моря и на юг – к берегам Индийского океана. Аналогичные сменяющиеся муссоны наблюдаются, например, над Африкой.

Выберите верное утверждение.

В солнечную погоду водная

сильнее поглощает солнечный свет, чем земля, и нагревается быстрее.
	2)	Ночью и вода, и суша остывают одинаково.
	3)	В солнечную погоду земля нагревается быстрее, чем вода, поскольку удельная теплоёмкость поверхностного слоя земли много меньше, чем удельная теплоёмкость воды.
	4)	Ночью суша остывает медленнее, чем вода, поскольку вода обладает очень большой удельной теплоёмкостью.

AD5800

Тепловым движением называется

	1)	равномерное движение одной молекулы
	2)	равномерное движение большого числа молекул
	3)	беспорядочное непрерывное движение молекул, из которых состоит тело
	4)	упорядоченное непрерывное движение молекул, из которых состоит тело

Автомобиль массой 2,3 т равномерно движется по горизонтальной дороге. Определите удельную теплоту сгорания бензина, если для прохождения 142 км пути двигатель автомобиля при средней силе сопротивления движению, равной 0,03 веса автомобиля, израсходовал 15 л топлива. КПД двигателя равен 20%.

B4AA20

По результатам нагревания тела массой 5 кг построен график зависимости температуры этого тела от подводимого количества теплоты. Перед началом нагревания тело находилось в твёрдом состоянии.

Какой будет масса жидкого вещества, если сообщить этому телу только 675 кДж энергии? Потерями энергии можно пренебречь.

	1)	5 кг
	2)	3,2 кг
	3)	2,5 кг
	4)	2,7 кг

B54907

Установите соответствие между физическими величинами и приборами, с помощью которых их измеряют. К каждой физической величине из левого столбца подберите прибор из правого столбца. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

ПРИБОР

А)	влажность
Б)	атмосферное давление
В)	масса

1)	барометр
2)	калориметр
3)	психрометр
4)	термометр
5)	рычажные весы

Как меняется температура газа при его быстром сжатии? Ответ поясните.

B6E01E

Дата добавления: 2015-07-12; просмотров: 1158 | Нарушение авторских прав

<== предыдущая страница	\|	следующая страница ==>
Изучение спектров	\|	Шаровая молния

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.054 сек.)