Кипение воды при комнатной температуре

Цели проекта

1. Исследование условий, при которых вода закипает при комнатной температуре.

2. Изучение свойств насыщенного пара.

Задачи проекта

1. Изучение теоретического материала по данной теме.

2. Создание условий, при которых вода может кипеть при комнатной температуре.

3. Установление независимости давления насыщенного пара от объёма.

Оборудование

1. Шприц медицинский одноразовый на 5 см3 в комплекте (с иглой и защитным колпачком для неё).

2. Электрочайник, стакан из термостойкого стекла.

3. Штатив с двумя лапками, неподвижный блок, набор грузов массой до 1 кг.

ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОЕКТА

Базовый уровень

1. Жидкость кипит, когда давление её насыщенного пара равно внешнему давлению (см. § 44). Поэтому при достаточно низком давлении вода может кипеть при комнатной температуре. Пониженное давление создаётся внутри герметически закрытого шприца. Для обеспечения герметичности надо плотно надеть на шприц иглу, предварительно расплющив её молотком. Для безопасности наденьте на иглу защитный колпачок.

2. Для проверки герметичности шприца выдавите из него воздух, наденьте сплющенную иглу с колпачком и вытяните поршень. Если шприц герметичен, то поршень вернётся в исходное положение.

3. Снимите иглу и наберите в шприц 1—2 см³ воды. Держа шприц иглой вверх, выдавите из него поршнем воздух и наденьте иглу. Для успешного проведения опытов важно, чтобы в шприце осталась только вода!

4. Плавно, но достаточно сильно потяните поршень. Опишите, как изменяется состояние воды при этом. Объясните наблюдаемый процесс.

5. Снова потяните поршень и резко его отпустите. Опишите свои наблюдения.

6. Повторите опыт, оставив в шприце немного воздуха. Сравните этот опыт с предыдущим. Используя свойства насыщенного пара, объясните различия между опытами.

Углублённый уровень

7. Соберите установку (рис. 1). Подвесьте на нити, перекинутой через блок, такой груз, чтобы при вытягивании поршня вода в шприце закипела. Когда кипение прекратится, немного потяните поршень рукой. Объясните, почему вода снова закипает и почему при постоянном объёме кипение прекращается. Почему этот опыт указывает на то, что давление насыщенного пара не зависит от объёма?

Рис. 1

8. Поставьте под шприц стакан с горячей водой, чтобы уровень воды в шприце был на уровне воды в стакане. Опишите и объясните наблюдаемые явления.

9. Долейте горячую воду в стакан до уровня поршня. Кипение воды в шприце прекратится. Объясните почему.

При демонстрации проекта можно осветить установку яркой лампой и с помощью линзы спроектировать на экран изображение шприца.

10. Загрузите архив «Кипяток в пипетке» с сайта Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (http://school- collection. edu.ru/catalog/rubr/6ff3234e-28e5-lldc-8314- 0800200с9а66/110956/?, открыть файл 37.avi.) Повторите показанный там эксперимент и дайте ему объяснение.

Подготовьте презентацию о выполнении проекта.