В процессе кипения жидкости предварительно нагретой до температуры кипения сообщаемая энергия идет увеличение средней скорости движения молекул и на преодоление сил взаимодействия между молекулами?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Это утверждение верно лишь наполовину, и в этом кроется важное различие между нагреванием вещества и его фазовым переходом. Когда жидкость уже достигла температуры кипения, подводимая энергия не идет на увеличение средней скорости движения молекул. Почему это так?

  1. Температура и кинетическая энергия
    Согласно положениям молекулярно-кинетической теории, температура тела прямо пропорциональна средней кинетической энергии хаотического движения его молекул. Формула для средней кинетической энергии молекул идеального газа выглядит так:
    Ek=32kTcap E sub k equals three-halves k cap T Поскольку в процессе кипения температура жидкости остается постоянной до тех пор, пока вся жидкость не превратится в пар, средняя скорость движения молекул также не меняется. Куда расходуется энергия?
    Вся сообщаемая извне энергия (удельная теплота парообразования) расходуется исключительно на преодоление сил межмолекулярного взаимодействия и совершение работы против внешнего давления.
    • Разрыв связей: Молекулы в жидкости связаны силами притяжения. Чтобы «вырваться» и стать газом, молекуле нужно преодолеть этот потенциальный барьер.
    • Увеличение расстояния: При переходе в газообразное состояние расстояние между молекулами резко увеличивается. Следовательно, растет потенциальная энергия взаимодействия молекул, в то время как кинетическая остается неизменной.

Резюме процесса При кипении происходят следующие изменения:

  • Подводимая теплота ( Qcap Q): Поглощается системой.
  • Температура ( Tcap T): Константа.
  • Средняя скорость молекул ( vv): Константа.
  • Потенциальная энергия молекул ( Epcap E sub p): Увеличивается.
  • Внутренняя энергия системы ( Ucap U): Увеличивается за счет роста потенциальной энергии.

Я могу рассчитать количество теплоты, необходимое для испарения конкретной массы любой жидкости, или подробнее разобрать график фазовых переходов. Вы хотите рассмотреть пример задачи на эту тему?

Форма ответа

Ваш аватар