Март 2023

Условия задачи для 7, 8, 9 классов

В технике и быту очень часто для разогрева сжигают пропан-бутановую смесь. В баллонах (они традиционно окрашены красным, рис. 1.) эта смесь находится в сжиженном состоянии. При работе газовой плиты расход пропан-бутановой смеси невелик. Однако, если, например, в строительных целях требуется использование газовой горелки, где велик расход смеси, с баллоном происходят некоторые изменения (рис. 2, 3, 4, 5 - ряд последовательно сделанных фотографий).

1. 1. Объясните причину наблюдаемых изменений внешнего вида баллона для пропан-бутановой смеси.
2. 2. Приведите примеры иных явлений, обусловленных схожими процессами.

Решение задачи для 7, 8, 9 классов (возможный ответ)

В баллонах газовые смеси типа «пропан-бутан» хранятся в сниженном состоянии, т.е. под повышенным давлением. Это необходимо для того, чтобы вещества, кипящие при температурах существенно ниже температуры окружающей среды, минимально испарялись.

При открытии вентиля баллона, т.е. при «расходе» газа давление в баллоне уменьшается, газ начинает кипеть. Энергию для кипения газ берет из окружающей среды. «Проводником» тепловой энергии от среды к сжиженному газу в баллоне оказывается баллон с его стенками. Стенки баллона охлаждаются кипящим внутри газом (на поддержание процесса кипения нужна энергия) и подогреваются окружающей средой.

Если расход газа большой, то окружающая среда может «не успевать» передать нужную порцию энергии баллону, баллон станет охлаждаться. Водяные пары воздуха конденсируются на стенках баллона и даже могут кристаллизоваться, что и изображено на серии фотографий.

Примеры из окружающей среды – изменение температуры насоса при накачивании колеса, образование тумана.