Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 21 № 3674
i

В гер­ме­тич­ную банку, сде­лан­ную из очень тон­кой жести и снаб­жен­ную на­вер­ху за­вин­чи­ва­ю­щей­ся крыш­кой, на­ли­ли не­мно­го воды (за­пол­нив малую часть банки) при ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре и по­ста­ви­ли на га­зо­вую плиту, на огонь, не за­кры­вая крыш­ку. Через не­ко­то­рое время, когда почти вся вода вы­ки­пе­ла, банку сняли с огня, сразу же плот­но за­вин­ти­ли крыш­ку и об­ли­ли банку хо­лод­ной водой. Опи­ши­те фи­зи­че­ские яв­ле­ния, ко­то­рые про­ис­хо­ди­ли на раз­лич­ных эта­пах этого опыта, а также пред­ска­жи­те и объ­яс­ни­те его ре­зуль­тат.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  После по­ме­ще­ния банки на огонь вода в ней на­гре­ва­лась через тон­кую стен­ку банки от го­ря­чих про­дук­тов го­ре­ния газа. При этом с ро­стом тем­пе­ра­ту­ры вода ис­па­ря­лась, и воз­рас­та­ло дав­ле­ние ее паров в банке, ко­то­рые по­сте­пен­но вы­тес­ня­ли из нее воз­дух. Когда вода за­ки­пе­ла и почти вся ис­па­ри­лась, воз­ду­ха внут­ри банки прак­ти­че­ски не оста­лось. Дав­ле­ние на­сы­щен­ных паров в банке при этом стало равно внеш­не­му ат­мо­сфер­но­му дав­ле­нию.

2.  Когда банку сняли с огня, за­кры­ли крыш­кой и охла­ди­ли хо­лод­ной водой почти до ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ры, го­ря­чие пары воды внут­ри банки осты­ли и прак­ти­че­ски це­ли­ком скон­ден­си­ро­ва­лись на ее стен­ках, от­да­вая теп­ло­ту кон­ден­са­ции на­ру­жу, хо­лод­ной воде, бла­го­да­ря про­цес­су теп­ло­про­вод­но­сти через стен­ки.

3.  В со­от­вет­ствии с урав­не­ни­ем Кла­пей­ро­на  — Мен­де­ле­е­ва дав­ле­ние пара в банке резко упало  — во-⁠пер­вых, из-⁠за умень­ше­ния массы остав­ше­го­ся в банке пара, и во-⁠вто­рых  — из-⁠за па­де­ния его тем­пе­ра­ту­ры. За­ме­тим, что рез­кое умень­ше­ние дав­ле­ния в банке можно объ­яс­нить и так: при по­ни­же­нии тем­пе­ра­ту­ры до ком­нат­ной пары кон­ден­си­ру­ют­ся, оста­ва­ясь на­сы­щен­ны­ми, но их дав­ле­ние ста­но­вит­ся на­мно­го мень­ше дав­ле­ния на­сы­щен­ных паров воды при тем­пе­ра­ту­ре ки­пе­ния (при­мер­но в 40 раз).

4.  По­сколь­ку при ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре дав­ле­ние на­сы­щен­ных паров воды со­став­ля­ет лишь малую долю от ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния (не более 3–4%), тон­кая банка после по­ли­ва­ния ее водой ока­жет­ся под дей­стви­ем раз­но­сти этого боль­шо­го внеш­не­го дав­ле­ния и низ­ко­го дав­ле­ния пара внут­ри. По этой при­чи­не на банку нач­нут дей­ство­вать боль­шие сдав­ли­ва­ю­щие силы, ко­то­рые будут стре­мить­ся сплю­щить банку. Как толь­ко эти силы пре­вы­сят пре­дель­ную ве­ли­чи­ну, ко­то­рую могут вы­дер­жать стен­ки банки, то она сплю­щит­ся, резко умень­шив­шись в объ­е­ме.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
При­ве­де­но пол­ное пра­виль­ное ре­ше­ние, вклю­ча­ю­щее пра­виль­ный ответ (в дан­ном слу­чае п. 4) и ис­чер­пы­ва­ю­щие вер­ные рас­суж­де­ния с ука­за­ни­ем на­блю­да­е­мых яв­ле­ний и за­ко­нов (в дан­ном слу­чае  — яв­ле­ние теп­ло­пе­ре­да­чи, яв­ле­ния ис­па­ре­ния, ки­пе­ния и кон­ден­са­ции воды, умень­ше­ние дав­ле­ния пара внут­ри банки при по­ни­же­нии тем­пе­ра­ту­ры, при­чи­ны по­яв­ле­ния сдав­ли­ва­ю­щих банку сил).3
Ука­за­ны все не­об­хо­ди­мые для объ­яс­не­ния яв­ле­ния и за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти и дано пра­виль­ное объ­яс­не­ние, но со­дер­жит­ся один из сле­ду­ю­щих не­до­стат­ков.

В пред­став­лен­ных за­пи­сях со­дер­жат­ся лишь общие рас­суж­де­ния без при­вяз­ки к кон­крет­ной си­ту­а­ции за­да­чи.

ИЛИ

Рас­суж­де­ния, при­во­дя­щие к от­ве­ту, пред­став­ле­ны не в пол­ном объ­е­ме, или в них со­дер­жат­ся ло­ги­че­ские не­до­че­ты.

2
Пред­став­ле­ны за­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие од­но­му из сле­ду­ю­щих слу­ча­ев.

Ука­за­ны не все не­об­хо­ди­мые яв­ле­ния и фи­зи­че­ские за­ко­ны, даже если дан пра­виль­ный ответ на во­прос за­да­ния.

ИЛИ

Ука­за­ны все не­об­хо­ди­мые яв­ле­ния и фи­зи­че­ские за­ко­ны, но в не­ко­то­рых из них до­пу­ще­на ошиб­ка, даже если дан пра­виль­ный ответ на во­прос за­да­ния.

ИЛИ

Ука­за­ны все не­об­хо­ди­мые для объ­яс­не­ния яв­ле­ния и за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, но име­ю­щи­е­ся рас­суж­де­ния, на­прав­лен­ные на по­лу­че­ние от­ве­та на во­прос за­да­ния, не до­ве­де­ны до конца.

ИЛИ

Ука­за­ны все не­об­хо­ди­мые для объ­яс­не­ния яв­ле­ния и за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, но име­ю­щи­е­ся рас­суж­де­ния, при­во­дя­щие к вер­но­му от­ве­ту, со­дер­жат ошиб­ки.

1
Все слу­чаи ре­ше­ния, ко­то­рые не со­от­вет­ству­ют вы­ше­ука­зан­ным кри­те­ри­ям вы­став­ле­ния оце­нок в 1, 2, 3 балла.0
Мак­си­маль­ный балл3
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: