Випаровування води LEIFIphysik

Випаровування води

Рівень складності: важке завдання

leifiphysik

а) Обчисліть, скільки енергії вам потрібно, щоб кип’ятити \ (m = 100 \, \ rm \) води з \ (\ vartheta_ \ text = 30 \, \ rmC> \), а потім повністю випарувати її.

b) Людина може перенести температуру до 60 ° C на сухому повітрі, не завдаючи їй шкоди. Його б ошпарили у воді при тій же температурі.

Поясніть цей факт фізично.

Необхідні розміри:
Питома теплоємність води: \ (c _> = 42 \, \ rm ^ C >> \)
Питома енергія випаровування води: \ (r _> = 2260 \, \ rm> \)

рішення

а) Шукана енергія \ (\ Delta E \) складається з енергії, необхідної для нагрівання, та енергії, необхідної для випаровування: \ [\ Delta E = c_ \ text \ cdot m \ cdot \ left (\ vartheta_ \ text - \ vartheta_ \ text \ right) + r_> \ cdot m \\\ Delta E = 42 \, \ mathrmC >> \ cdot 100 \, \ mathrm \ cdot \ left (100 \, \ mathrmC> - 30 \, \ mathrmC > \ праворуч) + 2260 \, \ mathrm> \ cdot 100 \, \ mathrm \\\ Delta E = 294 \, \ mathrm + 226 \, \ mathrm \ quad \ Leftrightarrow \ quad \ Delta E = 2554 \ cdot 10 ^ 4 \, \ mathrm \]

б) При підвищеній вологості у людей піт і піт випаровується з поверхні шкіри. Температура тіла знижується шляхом видалення тепла випаровування, запобігається підвищенню температури тіла, що загрожує життю, а шкіра захищається від опікових травм.

На відміну від цього, у теплій воді не може відбуватися випаровування і, отже, зниження температури шкіри. Ошпарки виникають на поверхні тіла.