8 класс


Обучающие картинки по физике для 8-го класса среднеобразовательных школ.
Архив содержит 49 рисунков.  Рисунки в формате jpeg.

   Обучающие рисунки 8 класс

                                                             КИПЕНИЕ

Кипение - это интенсивное парообразование, которое происходит при нагревании жидкости не только с поверхности, но и внутри неё.


Кипение  происходит с поглощением теплоты.

Большая часть подводимой теплоты расходуется на разрыв связей между частицами вещества,
остальная часть - на работу, совершаемую при расширении пара.
В результате энергия взаимодействия между частицами пара становится больше, чем между частицами жидкости, поэтому внутренняя энергия пара больше, чем внутренняя энергия жидкости при той же температуре.
Количество теплоты, необходимое для перевода жидкости в пар в процессе кипения можно расчитать
по формуле:
.
где m - масса жидкости (кг),
L - удельная теплота парообразования.
Удельная теплота парообразования показывает, какое количество теплоты необходимо, чтобы превратитъ в пар 1 кг данного вещества при температуре кипения.Единица удельной теплоты парообразования в системе СИ:
[ L ] = 1 Дж/ кг
С ростом давления температура кипения жидкости повышается, а удельная теплота парообразования уменьшается и наоборот.



Во время кипения температура жидкости не меняется..

Температура кипения зависит от давления, оказываемого на жидкость.
Каждое вещество при одном и том же давлении имеет свою температуру кипения.
При увеличением атмосферного давления кипение начинается при более высокой температуре, при уменьшении давления - наоборот..
Так, например, вода кипит при 100 °С лишь при нормальном атмосферном давлении.
ЧТО ЖЕ ПРОИСХОДИТ
ВНУТРИ ЖИДКОСТИ ПРИ КИПЕНИИ ?
Кипение представляет собой переход жидкости в пар с непрерывным образованием и ростом в жидкости пузырьков пара, внутрь которых происходит испарение жидкости. В начале нагревания вода насыщена воздухом и имеет комнатную температуру. При нагревании воды, растворенный в ней газ выделяется на дне и стенках сосуда, образуя воздушные пузырьки. Они начинают появляться задолго до кипения. В эти пузырьки испаряется вода. Пузырек, наполненный паром, при достаточно высокой температуре начинает раздуваться.



Достигнув определенных размеров он отрывается от дна, поднимается к поверхности воды и лопается. При этом пар покидает жидкость. Если вода прогрета недостаточно, то пузырек пара, поднимаясь в холодные слои, схлопывается. Возникающие при этом колебания воды приводят к появлению во всем объеме воды огромного количества мелких пузырьков воздуха: так называемый "белый ключ".




На воздушный пузырек объемом на дне сосуда действует подъемная сила:

Fпод = Fархимеда - Fтяжести
Пузырек прижат ко дну, поскольку на нижнюю поверхность силы давления не действуют. При нагреве пузырек увеличивается за счет выделения в него газа и отрывается от дна, когда подъемная сила будет немного больше прижимающей. Размер пузырька, способного оторваться от дна, зависит от его формы. Форма пузырьков на дне определяется смачиваемостью дна сосуда.




Неоднородность смачивания и слияние пузырьков на дне приводили к увеличению их размеров. При больших размерах пузырька при подъеме сзади него образуются пустоты, разрывы и завихрения.


Когда пузырек лопается, вся окружающая его жидкость устремляется внутрь, и возникает кольцевая волна. Смыкаясь, она выбрасывает вверх столбик воды.



При схлопывании лопающихся пузырьков в жидкости распространяются ударные волны ультразвуковых частот, сопровождаемые слышимым шумом. Для начальных стадий кипения характерны самые громкие и высокие звуки (на стадии "белого ключа" чайник "поет").
(источник: virlib.eunnet.net)
НУ, ПОЧЕМУ ЖЕ ?
А как ты думаешь, можно ли сварить яйцо вкрутую, если вода закипает при температуре ниже,
чем 100 градусов Цельсия ?
____
Будет ли кипеть вода в кастрюле, которая плавает в другой кастрюле с кипящей водой?
Почему?
___
Можно ли заставить кипеть воду, не нагревая ее?

                                              ОТВЕРДЕВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ТЕЛ

При понижении температуры вещество может переходить из жидкого состояния в твердое.


Этот процесс называется отвердевание или кристаллизация.

При отвердевании вещества выделяется такое эже кол теплоты, которое поглощается при его плавлении.


Расчетные формулы для количества теплоты при плавлении и кристаллизацииодинаковы.
Температура плавления и отвердевания одного и того же вещества, если давление не меняется, одинакова.
На протяжении всего процесса кристаллизации температура вещества не меняется, и оно может одновременно существовать как в жидком, так и в твердом состояниях. 
ВАУ, ИНТЕРЕСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ !

ИНТЕРЕСНОЕ О КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Цветной лёд?
Если в пластмассовый  стакан с водой добавить немного краски или  заварки, размешать и, получив цветной раствор, укутать стакан сверху и выставить на мороз, то ото дна к поверхности начнет образовываться слой льда. Однако, не надейтесьполучить разноцветный лёд!
Там, где начиналось замерзание воды, будет абсолютно прозрачный слой льда. Верхняя  его часть будет окрашена, причем даже сильнее, чем первоначальный раствор. Если концентрация краски была очень велика, то на поверхности льда может остаться лужица её раствора.
Дело в том, что в растворах краски и солей образуется прозрачный пресный лёд, т.к. растущие кристаллы вытесняют любые посторонние атомы и молекулы примесей,стараясь построить идеальную решетку, пока это возможно. Только когда примесям деваться уже некуда, лёд  начинает встраивать их в свою структуру или оставляетв виде капсул с концентрированной жидкостью. Поэтому морской лёд пресный, а даже самые грязные лужи покрываются прозрачным и чистым льдом.

При какой температуре замерзает вода?
- всегда при нуле градусов ?
Но если в абсолютно чистый и сухой стакан налить прокипяченую воду и поставить за окно на мороз при температуре минус 2-5 градусов С, прикрыв чистым стеклом и защитив от прямых солнечных лучей, то через несколько часов содержимое стакана охладится ниже нуля, но останется жидким.
Если затем открыть стакан и бросить в воду кусочек льда или , снега или  даже просто пыли, то буквально на ваших глазах вода мгновенно замёрзнет, прорастая по всему объёму длинными кристаллами.
Почему? Превращение жидкости в кристалл происходит в первую очередь на примесях и неоднородностях — частичках пыли, пузырьках воздуха, неровностях на стенках сосуда. В чистой
воде нет центров кристаллизации, и она может переохлаждаться, оставаясь жидкой. Таким способом удавалось довести температуру воды до минус 70°С.
Как это происходит в природе? 

Глубокой осенью очень чистые речки и ручьи начинают замерзать со дна. Сквозь слой чистой воды хорошо видно, что водоросли и коряги на дне обрастают рыхлой ледяной шубой. В какой-то момент этот донный лёд всплывает, и поверхность воды мгновеннооказывается скованной ледяной коркой.

Температура верхних слоёв воды ниже, чем глубинных, и  замерзание вроде бы должно начинаться с поверхности. Однако чистая вода замерзает неохотно, и лёд в первую очередь образуется там, где имеются взвесь ила и твёрдая поверхность, — возле дна.
___

Ниже по течению от водопадов и водосбросов плотин часто появляется губчатая массавнутриводного льда, вырастающего во вспененной воде. Поднимаясь на поверхность, она порой забивает всё русло, образуя так называемые зажоры, которые могут даже запрудить речку.
Почему лёд легче воды? 

Внутри  льда  много пор и промежутков, заполненных воздухом, но эта не причина, 
которой можно объяснить то обстоятельство, что лед легче воды. Лёд и без микроскопических пор
все равно имеет плотность меньше,  чем у воды.  Все дело  в особенностях  внутреннего  строения льда. В кристалле льда молекулы воды расположены в узлах кристаллической решетки так, что каждая имеет четырех "соседок".
У воды же нет кристаллической структуры, и молекулы в жидкости располагаютсятеснее,
чем в кристалле, т.е. вода плотнее льда.
Сначала при таянии льда освободившиеся молекулы  ещё сохраняют структуру кристаллической решётки, и плотность воды остаётся низкой, но постепенно   кристаллическая решетка разрушается, и плотность воды растёт.
При температуре + 4°С плотность воды достигает максимума, а  затем с увеличением температуры начинает уменьшаться из-за нарастания скорости теплового движения молекул.
Как замерзает  лужа?

При охлаждении верхние слои воды становятся плотнее и опускаются вниз. Их место занимает более плотная вода. Такое перемешивание происходит до тех пор, пока  температура воды не понизится

до +4 градусов Цельсия.  При такой температуре плотность воды максимальна.
При дальнейшем понижении температуры верхние слои воды уже нем могут более сжиматься ,
и постепенно охлаждаясь до 0 градусов вода начинает замерзать.
Осенью температура воздуха ночью и днем сильно отличается, поэтому лёд намерзает слоями.
Нижняя поверхность льда на замерзающей луже очень похожа  на поперечный срез ствола дерева: видны концентрические кольца. По ширине колец льда можно судить о погоде. Обычно лужа
начинает замерзать от краев, т.к.  там глубина меньше. Площадь же образующихся колец с приближением к центру уменьшается.
ИНТЕРЕСНО !
... что в трубах подземной части зданий вода часто замерзает не в мороз, а в оттепель!
Это объясняется плохой теплопроводностью почвы. Тепло проходит сквозь землю так медленно,
что минимум температуры в почве наступает позднее, чем на поверхности земли. Чем глубже,
тем опоздание больше. Часто за время морозов почва не успевает охладиться,
и лишь когда на земле наступает оттепель,  под землю доходят морозы.
___
... что, замерзая в закупоренной бутылке, вода разрывает её. Что же произойдет со стаканом, если в нем заморозить воду? Вода, замерзая, будет расширяться не только вверх, но и в стороны, а стекло будет сжимается. Это всё равно приведет к разрушениюстакана!
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ ?
 Известен случай, когда содержимое хорошо охлаждённой в морозильнике бутылки нарзана, открытой жарким летним днём, мгновенно превратилось в кусок льда.
___
 Интересно ведет себя металл "чугун", который при  кристаллизации расширяется.  Это позволяет использовать его как материал для художественного литья тонких  кружевных решёток и настольных скульптур малых форм . Ведь при застывании,расширяясь, чугун  заполняет все, даже самые тонкие детали формы.
___
На Кубани зимой готовят крепкие напитки - „выморозки“. Для этого вино выставляют на мороз. В  первую очередь замерзает вода, а  остаётся концентрированный раствор спирта. Его сливают и повторяют операцию, пока не добьются нужной крепости. Чем выше концентрация спирта, тем ниже температура замерзания.
___
Самая крупная градина, зафиксированная людьми, упала в Канзасе, США.
Вес ее составил почти 700 грамм.
___
Кислород  в газообразном состоянии при температуре минус 183 градусов С превращается в жидкость,
а при температуре минус 218,6градусов С из жидкого получается твердый кислород.
В старину для хранения продуктов люди пользовались льдом. Карл фон Линде создалпервый домашний холодильник, работавший от парового двигателя, который перекачивал газ фреон по трубам. Позади холодильника газ в трубах, конденсируясь, превращался в жидкость. Внутри холодильника жидкий фреон испарялся и его температура резко снижалась, охлаждая холодильную камеру. Только в 1923 годушведские изобретатели – Бальцен фон Платен и Карл Мунтенс создали первыйэлектрический холодильник, в котором фреон превращается из жидкости в газ и забирает тепло из воздуха в холодильнике.
ВОТ ЭТО ДА-А !
Несколько кусков сухого льда, брошенные в горящий бензин, гасят огонь.
___
Существует лёд, который обжег бы пальцы, если бы до него можно было дотронуться.  Получают его под очень большим давлением, при котором вода переходит в твердое состояние при температуре значительно выше  0 градусов Цельсия.

Посмотри, это интересно!


при использовании материалов с сайта: http://class-fizika.narod.ru





                                                   АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

В зависимости от условий одно и то же вещество может находиться в различных агрегатных состояниях.
Молекулы вещества, находящегося в твердом, жидком или газообразном состоянии, не отличаются друг от друга.
Агрегатное состояние вещества определяется расположением, характером движения и взаимодействия молекул.



При повышении
 температуры вещества возможно перевести его сначала из твердого состояния в жидкое и при дальнейшем нагревании - в газообразное (пар).
Процессы превращения твердого вещества в жидкое и жидкого в газообразное сопровождаются поглощением теплоты, т. к. для разрыва связей между частицами требуется дополнительная энергия. В том агрегатном состоянии, где связи между частицами слабее, энергия их взаимодействия больше. Таким образом, поглощенная теплота идет на увеличение внутренней энергии вещества. 
У одного и того же вещества:
в твердом состоянии запас внутренней энергии меньше, чем в жидком состоянии;
и запас внутренней энергии в жидком состоянии меньшечем в газообразном
(при неизменной массе).
При понижении температуры вещества в газообразном состоянии можно перевести его сначала в жидкое, а затем в твердое состояние.
При этих превращениях вещества теплота выделяется. Выделение теплоты сопровождается уменьшением внутренней энергии вещества.

Изменение  агрегатных состояний
и круговорот воды в природе.
Солнечное тепло испаряет влагу с земной поверхности, конвективные потоки и диффузия позволяют парам достигнуть  высоких атмосферных слоев. По мере движения вверх температура падает, пары конденсируются и образуются облака.  Внутри облаков  происходит   формирование капель или  снежинок  и градин.  Атмосферные осадки выпадают на землю  в виде дождя или снега.  В зависимости от времени года  вода на земле может превратиться в лед, или наоборот, происходит таяние снега. На этом цикл   замыкается.
___
Всё известное вещество на Земле и за ее пределами состоит из химических элементов. Общее количество встречающихся в природе химических элементов – 94.При нормальной температуре 2 из них находятся в жидком состоянии, 11 – в газообразном и 81 (включая 72 металла) – в твёрдом.
___
Жидкий воздух получили только  в 1877 году под большим давлением,
а гелий впервые был превращен в жидкость лишь в 1908 году.
ИНТЕРЕСНО, ЧТО ...
Из всех известных элементов  в обычных   условиях в жидком состоянии встречаются  только  два  -  ртуть и бром.

При использовании материала с сайта: http://class-fizika.narod.ru/

Комментариев нет:

Отправить комментарий