Párolgási hőmérséklet. Molekuláris fizika. Párolgás és kondenzáció. Nézze meg a "Mi történik, ha a víz elpárolog a nyílt felületekről" című videófilmet

A folyadék elpárolgása bármilyen hőmérsékleten megtörténik, és minél gyorsabban, annál magasabb a hőmérséklet, nagyobb terület a párolgó folyadék szabad felülete és a folyadék felett képződött gőzök gyorsabban távoznak.

Egy bizonyos hőmérsékleten, a folyadék természetétől és nyomásától függően, a folyadék teljes tömegében megindul a párolgás. Ezt a folyamatot forralásnak nevezik.

Ez egy intenzív párologtatási folyamat nemcsak a szabad felületről, hanem a folyadék nagy részéből is. Telített gőzzel töltött buborékok keletkeznek a térfogatban. A felhajtóerő felemeli őket, és a felszínre törnek. Kialakulásuk központjai az idegen gázok legkisebb buborékai vagy különféle szennyeződések részecskéi.

Ha a buborék méretei több milliméter vagy annál nagyobbak, akkor a második tagot figyelmen kívül lehet hagyni, és ezért állandó külső nyomású nagy buborékok esetén a folyadék felforr, amikor a buborékokban lévő telített gőznyomás egyenlő lesz a külső nyomással. nyomás.

A folyadék felszíne feletti kaotikus mozgás következtében a molekuláris erők hatásterébe kerülő gőzmolekula ismét visszatér a folyadékba. Ezt a folyamatot kondenzációnak nevezik.

Bepárlás és forralás

A párolgás és a forralás a folyadék gázzá (gőzé) való átalakításának két módja. Az ilyen átmenet folyamatát párologtatásnak nevezik. Vagyis a párolgás és a forralás a párologtatás módszerei. Jelentős különbségek vannak e két módszer között.

A párolgás csak a folyadék felszínéről történik. Ez annak a ténynek az eredménye, hogy bármely folyadék molekulái folyamatosan mozognak. Sőt, a molekulák sebessége is eltérő. A felszínre kerülve a molekulák kellően nagy sebességgel le tudják győzni más molekulák gravitációs erejét, és a levegőben kötnek ki. A gőzt a levegőben külön-külön lévő vízmolekulák alkotják. Párok szemével látni lehetetlen. Amit vízködnek látunk, az már a kondenzáció (a párologtatás fordított folyamata) eredménye, amikor lehűtve a pára apró cseppek formájában összegyűlik.

A párolgás hatására maga a folyadék lehűl, mivel a leggyorsabb molekulák távoznak belőle. Mint tudják, a hőmérsékletet pontosan az anyag molekuláinak mozgási sebessége, vagyis a mozgási energiája határozza meg.

A párolgási sebesség számos októl függ. Először is, ez a folyadék hőmérsékletétől függ. Minél magasabb a hőmérséklet, annál gyorsabb a párolgás. Ez érthető is, hiszen a molekulák gyorsabban mozognak, ami azt jelenti, hogy könnyebben kijutnak a felszínről. A párolgási sebesség az anyagtól függ. Egyes anyagokban a molekulák erősebben vonzódnak, ezért nehezebben repülnek ki, míg másokban gyengébbek, így könnyebben távoznak a folyadékból. A párolgás a felülettől, a levegő gőztel való telítettségétől és a széltől is függ.

A legfontosabb, ami megkülönbözteti a párolgást a forrástól, hogy a párolgás bármilyen hőmérsékleten megtörténik, és csak a folyadék felszínéről történik.

A párolgástól eltérően a forrás csak egy bizonyos hőmérsékleten megy végbe. Minden folyékony halmazállapotú anyagnak megvan a maga forráspontja. Például a normál légköri nyomású víz 100 ° C-on, az alkohol pedig 78 ° C-on forr. A légköri nyomás csökkenésével azonban valamennyi anyag forráspontja kissé csökken.

Forráskor a benne oldott levegő kiszabadul a vízből. Mivel az edényt általában alulról melegítik, az alsó vízrétegekben magasabb a hőmérséklet, és ott keletkeznek először buborékok. A víz ezekbe a buborékokba párolog, és vízgőzzel telítődnek.

Mivel a buborékok könnyebbek, mint maga a víz, felfelé emelkednek. Mivel a víz felső rétegei nem melegedtek fel forráspontig, a buborékok lehűlnek és a bennük lévő gőz visszacsapódik vízzé, a buborékok megnehezednek és ismét leereszkednek.

Amikor a folyadék minden rétegét forráspontig melegítjük, a buborékok már nem esnek le, hanem a felszínre emelkednek és szétrobbannak. A belőlük származó gőz a levegőben van. Így a forralás során a párolgási folyamat nem a folyadék felszínén, hanem annak teljes vastagságában a kialakult légbuborékokban megy végbe. A párolgástól eltérően a forralás csak egy bizonyos hőmérsékleten lehetséges.

Meg kell érteni, hogy amikor egy folyadék felforr, a felületéről normális párolgás is fellép.

Mi határozza meg a folyadék párolgási sebességét?

A párolgási sebesség mértéke a folyadék szabad felületének egységéről egységnyi idő alatt kilépő anyag mennyisége. D. Dalton angol fizikus és vegyész in eleje XIX v. megállapította, hogy a párolgási sebesség arányos a párolgó folyadék hőmérsékletén mért telített gőznyomás és a folyadék feletti valós gőz tényleges nyomása közötti különbséggel. Ha a folyadék és a gőz egyensúlyban van, akkor a párolgási sebesség nulla. Pontosabban megtörténik, de az ellenkező folyamat ugyanolyan sebességgel megy végbe - páralecsapódás(anyag átalakulása gáz- vagy gőz halmazállapotból folyadékká). A párolgás sebessége attól is függ, hogy nyugodt légkörben vagy mozgó légkörben történik; sebessége növekszik, ha a keletkező gőzt a légáram elfújja, vagy szivattyú kiszivattyúzza.

Ha a párolgás folyékony oldatból történik, akkor a különböző anyagok különböző sebességgel párolognak el. Egy adott anyag párolgási sebessége csökken az idegen gázok, például a levegő nyomásának növekedésével. Ezért az üregbe való párolgás a legnagyobb sebességgel történik. Ellenkezőleg, idegen, inert gáz hozzáadása az edényhez nagymértékben lelassíthatja a párolgást.

Néha a párolgást szublimációnak vagy szublimációnak is nevezik, vagyis a szilárd anyag gázhalmazállapotba való átmenetének. Szinte minden mintájuk nagyon hasonló. A szublimációs hő megközelítőleg az olvadási hővel nagyobb, mint a párolgási hő.

Tehát a párolgási sebesség a következőktől függ:

1. Egyfajta folyadék. Minél gyorsabban párolog el az a folyadék, amelynek molekulái kisebb erővel vonzódnak egymáshoz. Valóban, ebben az esetben képes legyőzni a vonzerőt, és kirepülni a folyadékból több molekulák.
2. A párolgás annál gyorsabban megy végbe, minél magasabb a folyadék hőmérséklete. Minél magasabb a folyadék hőmérséklete, annál több benne a gyorsan mozgó molekula, amely képes legyőzni a környező molekulák vonzási erejét és kirepülni a folyadék felszínéről.
3. A folyadék párolgási sebessége a felületétől függ. Ez az ok azzal magyarázható, hogy a folyadék elpárolog a felszínről, és minél nagyobb a folyadék felülete, annál több molekula repül belőle egyszerre a levegőbe.
4. A folyadék párolgása széllel gyorsabb. A molekulák folyadékból gőzbe való átmenetével egyidejűleg a fordított folyamat is megtörténik. Változóan a folyadék felszíne felett mozogva, néhány molekula, amely elhagyta azt, ismét visszatér hozzá. Ezért a folyadék tömege egy zárt edényben nem változik, bár a folyadék tovább párolog.

következtetéseket

Azt mondjuk, hogy a víz elpárolog. De mit jelent ez? A párolgás olyan folyamat, amelyben a levegőben lévő folyadék gyorsan gázzá vagy gőzzé válik. Sok folyadék nagyon gyorsan elpárolog, sokkal gyorsabban, mint a víz. Ez vonatkozik az alkoholra, benzinre, ammóniára. Egyes folyadékok, például a higany, nagyon lassan párolognak el.

Mi okozza a párolgást? Ennek megértéséhez meg kell értened valamit az anyag természetéről. Amennyire tudjuk, minden anyag molekulákból áll. Két erő hat ezekre a molekulákra. Az egyik a markolat, amely összehúzza őket. A másik az egyes molekulák hőmozgása, ami miatt szétrepülnek.

Ha a tapadási erő nagyobb, az anyag szilárd marad. Ha a hőmozgás olyan erős, hogy meghaladja az adhéziót, akkor az anyag gáz lesz, vagy az. Ha a két erő nagyjából kiegyensúlyozott, akkor van folyadékunk.

A víz természetesen folyékony. De a folyadék felszínén olyan molekulák vannak, amelyek olyan gyorsan mozognak, hogy legyőzik a kohéziós erőt, és elrepülnek az űrbe. A molekulák felszabadulásának folyamatát párolgásnak nevezzük.

Miért párolog el gyorsabban a víz, ha a napon van vagy felmelegszik? Minél magasabb a hőmérséklet, annál intenzívebb a hőmozgás a folyadékban. Ez azt jelenti, hogy egyre több molekula tesz elegendő sebességet ahhoz, hogy elrepüljön. Amikor a leggyorsabb molekulák elrepülnek, a megmaradt molekulák sebessége átlagosan lelassul. Miért hűtik le a maradék folyadékot párologtatással.

Tehát amikor a víz kiszárad, az azt jelenti, hogy gázzá vagy gőzzé alakult, és a levegő részévé vált.

Ha fedetlenül hagyunk egy víztartályt, egy idő után a víz elpárolog. Ha ugyanezt a kísérletet etil-alkohollal vagy benzinnel végzi, a folyamat valamivel gyorsabb. Ha egy fazék vizet kellően erős égőn felmelegítünk, a víz felforr.

Mindezek a jelenségek a folyadék gőzzé alakulásának elpárologtatásának speciális esetei. Kétféle párologtatás létezik párolgás és forralás.

Mi az a párolgás

A párolgás a folyadék felszínéről történő párologtatás. A párolgás a következőképpen magyarázható.

Az ütközések során a molekulák sebessége megváltozik. Gyakran találnak olyan molekulákat, amelyek sebessége olyan nagy, hogy legyőzik a szomszédos molekulák vonzerejét, és leválik a folyadék felszínéről. (Az anyag molekuláris szerkezete). Mivel kis térfogatú folyadékban is sok molekula van, az ilyen esetek gyakran előfordulnak, és állandó a párolgási folyamat.

A folyadék felszínéről levált molekulák gőzt képeznek felette. Egy részük a kaotikus mozgás miatt visszatér a folyadékba. Ezért a párolgás gyorsabban megy végbe, ha van szél, mivel az elvezeti a gőzt a folyadékból (itt is megtörténik a molekulák "elfogása" és a folyadék felszínéről a szél általi leválásának jelensége.

Ezért zárt edényben a párolgás gyorsan leáll: az egységnyi idő alatt „leszakadt” molekulák száma egyenlő lesz a folyadékba „visszatérő” molekulák számával.

Párolgási sebesség a folyadék típusától függ: minél kisebb a vonzás a folyadék molekulái között, annál intenzívebb a párolgás.

Minél nagyobb a folyadék felülete, annál több molekula képes elhagyni azt. Ez azt jelenti, hogy a párolgás sebessége a folyadék felületétől függ.

A hőmérséklet emelkedésével a molekulák sebessége nő. Ezért minél magasabb a hőmérséklet, annál intenzívebb a párolgás.

Mi forr

A forralás intenzív párolgás, amely egy folyadék felmelegedése, gőzbuborékok képződése következtében jön létre, amelyek a felszínre úsznak és ott felrobbannak.

Forrás közben a folyadék hőmérséklete állandó marad.

A forráspont az a hőmérséklet, amelyen a folyadék felforr. Általában egy adott folyadék forráspontjáról azt a hőmérsékletet értjük, amelyen ez a folyadék normál légköri nyomáson forr.

A párologtatás során a folyadékról levált molekulák a belső energia egy részét elviszik onnan. Ezért, amikor elpárolog, a folyadék lehűl.

Fajlagos párolgási hő

Az anyag egységnyi tömegének elpárologtatásához szükséges hőmennyiséget jellemző fizikai mennyiséget fajlagos párolgási hőnek nevezzük. (a téma részletesebb elemzéséhez kövesse a linket)

Az SI rendszerben ennek az értéknek a mértékegysége J / kg. L betűvel van jelölve.

A természetben az anyagok három halmazállapotúak lehetnek: szilárd, folyékony és gáznemű. Az elsőről a másodikra ​​való átmenet és fordítva minden nap megfigyelhető, különösen télen. Azonban a folyadék gőzzé alakulása, amelyet párolgási folyamatnak neveznek, gyakran nem látható a szemmel. Jelentéktelensége ellenére fontos szerepet tölt be az emberi életben. Tehát tudjunk meg többet erről.

A párolgás az, ami

Minden alkalommal, amikor úgy dönt, hogy felforral egy vízforralót teához vagy kávéhoz, megfigyelheti, hogy a 100 ° C-ot elérve a víz gőzzé alakul. Pontosan ez az, ami gyakorlati példa a párolgás folyamata (egy bizonyos anyag gáz halmazállapotúvá történő átmenete).

A párologtatásnak két típusa van: a forralás és a párologtatás. Első pillantásra teljesen azonosak, de ez egy általános tévhit.

A párolgás az anyag felületéről való párologtatás, a forralás pedig annak teljes térfogatáról.

Bepárlás és forralás: mi a különbség?

Míg a párolgás és a forralás egyaránt elősegíti a folyadék gáz halmazállapotúvá történő átalakulását, a kettő között két fontos különbséget kell szem előtt tartani.

• A forralás egy aktív folyamat, amely meghatározott hőmérsékleten megy végbe. Minden anyag esetében egyedi, és csak a légköri nyomás csökkenésével változhat. Normál körülmények között a víznek 100 °C-ra van szüksége a forráshoz, 227 °C-ra a finomított napraforgóolajhoz és 107 °C-ra a finomítatlan napraforgóolajhoz. Az alkohol forralásához éppen ellenkezőleg, több kell alacsony hőmérséklet-78 °C. A párolgási hőmérséklet tetszőleges lehet, és a forralással ellentétben folyamatosan történik.
• A második lényeges különbség a folyamatok között, hogy forralás közben a folyadék teljes vastagságában elpárolog. Míg a víz vagy más anyagok elpárolgása csak a felületükről történik. A forralás folyamatát egyébként mindig párolgás is kíséri egyben.

Szublimációs folyamat

Úgy gondolják, hogy a párolgás a folyékony halmazállapotú halmazállapotú halmazállapotba való átmenet. Azonban in ritka esetek, a folyadék megkerülésével a szilárd halmazállapotból közvetlenül a gáz halmazállapotba lehet párologni. Ezt a folyamatot szublimációnak nevezik.

Ezt a szót mindenki ismeri, aki legalább egyszer rendelt egy bögrét vagy pólót kedvenc fényképével egy fotóstúdióban. Ezt a párologtatási módot a szövetre vagy kerámiára való tartós kép felvitelére használják, ennek tiszteletére ezt a fajta nyomtatást szublimációnak nevezik.

Ezenkívül az ilyen párologtatást gyakran használják gyümölcsök és zöldségek ipari szárítására, valamint kávéfőzésre.

Bár a szublimáció sokkal ritkább, mint a folyadék elpárolgása, a mindennapi életben néha megfigyelhető. Tehát a nedves ruhaneműt télen szárítani kell – azonnal lefagy és megkeményedik. Fokozatosan azonban ez a merevség megszűnik, és a dolgok kiszáradnak. Ebben az esetben a jég állapotából származó víz, megkerülve a folyékony fázist, közvetlenül gőzbe kerül.

Hogyan történik a párolgás

Mint a legtöbb fizikai és kémiai folyamatok, a főszerep molekulák játszanak a párolgás folyamatában.

Folyadékokban nagyon közel helyezkednek el egymáshoz, ugyanakkor nincs fix helyük. Ennek köszönhetően "utazhatnak" a folyadék teljes területén, és különböző sebességgel. Ez annak köszönhető, hogy mozgás közben egymásnak ütköznek, és ezektől az ütközésektől a sebességük megváltozik. Miután elég gyorsak lettek, a legaktívabb molekulák lehetőséget kapnak arra, hogy felemelkedjenek az anyag felszínére, és más molekulák vonzási erejét leküzdve elhagyják a folyadékot. Ez a víz vagy más anyag elpárolgása és gőz képződik. Nem olyan, mint egy rakéta repülés az űrbe?

Bár a legaktívabb molekulák folyadékból gőzbe kerülnek, megmaradt "testvéreik" továbbra is állandó mozgásban vannak. Fokozatosan elsajátítják a szükséges sebességet is ahhoz, hogy leküzdjék a vonzerőt, és egy újabb halmozódási állapotba kerüljenek.

A folyadékot fokozatosan és folyamatosan elhagyva a molekulák a belső energiáját használják fel erre és az csökken. És ez közvetlenül befolyásolja az anyag hőmérsékletét - csökken. Ezért a csészében lévő hűsítő tea mennyisége kissé csökken.

Párolgási feltételek

Ha eső után nézi a tócsákat, észreveheti, hogy néhányuk gyorsabban kiszárad, mások pedig tovább tart. Mivel szárításuk egy párolgási folyamat, ennek a példának a segítségével megérthetjük az ehhez szükséges feltételeket.

• A párolgás sebessége az elpárologtatott anyag típusától függ, mivel mindegyiknek egyedi jellemzői vannak, amelyek befolyásolják azt az időt, amely alatt molekulái teljesen gáz halmazállapotúvá válnak. Ha nyitva hagy 2 azonos palackot azonos mennyiségű folyadékkal (az egyik alkoholban C2H5OH, a másikban - víz H2O), akkor az első tartály gyorsabban kiürül. Mivel, mint fentebb említettük, az alkohol párolgási hőmérséklete alacsonyabb, ami azt jelenti, hogy gyorsabban elpárolog.
• A második, amelytől a párolgás függ, a hőmérséklet környezetés az elpárolgott anyag forráspontja. Minél magasabb az első és alacsonyabb a második, annál gyorsabban érheti el a folyadék, és gáz halmazállapotúvá válik. Ez az oka annak, hogy néhány párolgásos kémiai reakció során az anyagokat speciálisan felmelegítik.
• Egy másik feltétel, amelytől a párolgás függ, az az anyag felülete, amelyből az elpárolog. Minél nagyobb, annál gyorsabban megy végbe a folyamat. Figyelembe véve különféle példák párolgás, újra a teára gondolhat. Gyakran csészealjba öntik kihűlni. Ott az ital gyorsabban lehűlt, mert a folyadék felülete megnőtt (a csészealj átmérője nagyobb, mint a csésze átmérője).
• És megint a teáról. Van egy másik ismert módszer is a gyorsabb lehűtésre – ráfújni. Hogyan veheted észre, hogy a szél jelenléte (légmozgás) az, amitől a párolgás is függ. Minél nagyobb a szél sebessége, annál gyorsabban alakulnak a folyékony molekulák gőzzé.
• A párolgás sebességét is befolyásolja Légköri nyomás: minél alacsonyabb, annál gyorsabban jutnak át a molekulák egyik állapotból a másikba.

Kondenzáció és deszublimáció

Miután gőzzé alakulnak, a molekulák nem hagyják abba a mozgást. Az aggregáció új állapotában elkezdenek ütközni a levegőmolekulákkal. Emiatt néha visszatérhetnek folyékony (kondenzáció) vagy szilárd (desszublimációs) állapotba.

Amikor a párolgás és a kondenzáció (desszublimáció) folyamata egyenértékű egymással, ezt dinamikus egyensúlynak nevezzük. Ha gáznemű anyag van dinamikus egyensúly hasonló összetételű folyadékával telített gőznek nevezik.

Párolgás és ember

A párolgás különféle példáit figyelembe véve nem lehet csak felidézni ennek a folyamatnak az emberi testre gyakorolt ​​hatását.

Mint tudják, 42,2 ° C-os testhőmérsékleten az emberi vérben lévő fehérje megalvad, ami halálhoz vezet. Az emberi test nem csak fertőzés miatt melegedhet fel, hanem fizikai munkavégzés, sportolás vagy forró helyiségben való tartózkodás közben is.

A test képes fenntartani a normális élethez elfogadható hőmérsékletet, köszönhetően az önhűtő rendszernek - izzadásnak. Ha a testhőmérséklet emelkedik, az izzadság a bőr pórusain keresztül szabadul fel, majd elpárolog. Ez a folyamat segít "elégetni" a felesleges energiát, és segít a test lehűlésében és a hőmérséklet normalizálásában.

Mellesleg ezért nem szabad feltétel nélkül hinni azokban a reklámokban, amelyek az izzadságot mutatják be a fő katasztrófaként. modern társadalomés próbáljon meg mindenféle anyagot eladni naiv vásárlóknak, hogy megszabaduljon tőle. A szervezetet nem lehet kevésbé izzadni anélkül, hogy a normális működését ne zavarná, és egy jó dezodor csak elfedheti az izzadság kellemetlen szagát. Ezért az izzadásgátlók, különféle porok és porok használatával helyrehozhatatlan károkat okozhat a szervezetben. Végül is ezek az anyagok eltömítik a pórusokat vagy szűkítik a verejtékmirigyek kiválasztó csatornáit, ami azt jelenti, hogy megfosztják a testet a hőmérséklet szabályozásának képességétől. Azokban az esetekben, amikor mégis szükséges az izzadásgátló szerek használata, először konzultáljon orvosával.

A párolgás szerepe a növények életében

Mint tudod, nem csak az ember 70%-a víz, hanem a növények is, és néhányan, mint a retek, és 90%-a. Ezért a párolgás is fontos számukra.

A víz a növény szervezetébe kerülő hasznos (és káros) anyagok egyik fő forrása. Ahhoz azonban, hogy ezek az anyagok felszívódjanak, szükséges napfény... De a forró napokon a nap nemcsak felmelegítheti a növényt, hanem túlmelegítheti is, ezáltal elpusztíthatja.

Ennek megakadályozása érdekében a növényvilág képviselői lehűthetik magukat (úgy néz ki emberi folyamat izzadó). Más szóval, amikor a növények túlmelegednek, elpárologtatják a vizet, és így lehűlnek. Ezért fordítanak olyan nagy figyelmet a kertek és veteményeskertek öntözésére nyáron.

Hogyan alkalmazzák a párolgást az iparban és a mindennapi életben

A vegyipar és az élelmiszeripar számára a párolgás nélkülözhetetlen folyamat. Amint fentebb említettük, nemcsak sok termék kiszáradását segíti elő (elpárologtatja belőlük a nedvességet), ami megnöveli az eltarthatóságukat; hanem segít ideális diétás ételek elkészítésében (kevesebb súly és kalória, több tápanyaggal).

Ezenkívül a párologtatást (különösen a szublimációt) különféle anyagok tisztítására használják.

Egy másik alkalmazási terület a légkondicionálás.

Ne felejtsd el a gyógyszert. Hiszen a belélegzés (gyógykészítményekkel telített gőz belélegzése) folyamata is a párolgás folyamatán alapul.

Veszélyes gőzök

Azonban, mint minden folyamatnak, ennek is vannak negatív oldalai. Végül is nemcsak hasznos anyagok, hanem halálos anyagok is gőzzé alakulhatnak, és belélegezhetik az emberek és az állatok. És a legszomorúbb az, hogy láthatatlanok, ami azt jelenti, hogy az ember nem mindig tudja, hogy toxinnak volt kitéve. Éppen ezért kerülje a védőmaszk és -ruha nélkül tartózkodást a veszélyes anyagokkal dolgozó gyárakban és vállalkozásokban.

Sajnos itthon is előfordulhatnak káros gőzök. Végtére is, ha a bútorok, tapéták, linóleum vagy más tárgyak olcsó anyagokból készülnek a technológia megsértésével, akkor képesek méreganyagokat bocsátani a levegőbe, amelyek fokozatosan "megmérgezik" tulajdonosaikat. Ezért minden dolog vásárlásakor érdemes megnézni azon anyagok minőségi tanúsítványát, amelyekből készült.

a sztavropoli Chernyshova Christina MBOU 27. számú középiskola 9B osztályának tanulója.

Ennek a témája kutatómunka- a párolgási sebesség különböző külső körülményektől való függésének vizsgálata. Ez a probléma továbbra is aktuális a különböző technológiai területeken és a minket körülvevő természetben. Elég azt mondani, hogy a víz körforgása a természetben a párolgás és a térfogati kondenzáció fázisán keresztül megy végbe. A víz körforgása pedig olyan fontos jelenségeket határoz meg, mint a bolygóra gyakorolt ​​napsugárzás vagy általában az élőlények normális létezése.

Hipotézis: a párolgás sebessége függ az anyag típusától, a folyadék felületétől és a levegő hőmérsékletétől, a felülete felett mozgó légáramok jelenlététől.

Letöltés:

Előnézet:

ÖNKORMÁNYZATI KÖLTSÉGVETÉSI OKTATÁSI INTÉZMÉNY

27. SZÁMÚ KÖZÉPISKOLA

Kutatás:

"A párolgás és a folyamatot befolyásoló tényezők"

Elkészült: 9. B osztályos tanuló

Chernyshova Christina.

Tanár: Vetrova L.I.

Sztavropol

2013

I. Bevezetés ………………………………………………………………… .... …… .3

II Elméleti rész ……………………………… … …………………………… .4

1.A molekuláris kinetikai elmélet alapelvei ..................... 4

2. Hőmérséklet ………………………………………………………… .. ……… ... 6

3. Funkció folyékony halmazállapot anyagok …………………………… ..... 7

4. Belső energia …………………………………………………………. …… ..8

5. Párolgás …………………………………………………………………… ..10

III. Kutatási rész ………………………………… .. ………………… ..14

IV. Következtetés …………………………………………………………………….… ..21

V. Irodalom …………………………………………………………………… .22

Bevezetés

A kutatómunka témája a párolgási sebesség különböző külső körülményektől való függésének vizsgálata. Ez a probléma továbbra is aktuális a különböző technológiai területeken és a minket körülvevő természetben. Elég azt mondani, hogy a víz körforgása a természetben a párolgás és a térfogati kondenzáció fázisán keresztül megy végbe. A víz körforgása pedig olyan fontos jelenségeket határoz meg, mint a napsugárzás bolygóra gyakorolt ​​hatása vagy általában az élőlények normális létezése.

A párologtatást az ipari gyakorlatban széles körben alkalmazzák anyagok tisztítására, szárításra, folyékony keverékek szétválasztására és légkondicionálására. A párologtatós vízhűtést a vállalkozások cirkulációs vízellátó rendszereiben használják.

A karburátoros és dízelmotorokban az üzemanyagrészecskék szemcseméret-eloszlása ​​határozza meg égésük sebességét, és ezáltal a motor működési folyamatát. Különböző tüzelőanyagok égése során nem csak vízgőz kondenzációs köd képződik, hanem számos kondenzációs atommag képződik, amelyek más gőzök kondenzációs központjaként szolgálhatnak. Ezek az összetett folyamatok határozzák meg a motor hatékonyságát és az üzemanyag-veszteséget. E jelenségek tanulmányozásában a legjobb eredmények elérése információként szolgálhat a technikai haladás mozgásához hazánkban.

így , ennek a munkának a célja- vizsgálni a párolgási sebesség függését a különböző környezeti tényezőktől, és grafikus ábrázolással, gondos megfigyeléssel észrevenni a mintákat.

Hipotézis : a párolgás sebessége függ az anyag típusától, a folyadék felületétől és a levegő hőmérsékletétől, a felülete felett mozgó légáramok jelenlététől.

A kutatás során különféle egyszerű eszközöket, például hőmérőt, valamint internetes forrásokat és egyéb szakirodalmat használtunk.

II Elméleti rész.

1. A molekuláris kinetikai elmélet főbb rendelkezései

A természetben és a technológiában fellelhető anyagok tulajdonságai változatosak és különbözőek: az üveg átlátszó és törékeny, az acél pedig rugalmas és átlátszatlan, a réz és az ezüst jó hő- és elektromos vezető, a porcelán és a selyem pedig rossz stb.

Mi a belső szerkezet valami anyag? Szilárd (folyamatos) vagy szemcsés (diszkrét), mint egy homokkupac?

Az anyag szerkezetének kérdése még ben felvetődött Ókori Görögország, azonban a kísérleti adatok hiánya lehetetlenné tette megoldását, és hosszú ideig (több mint két évezredig) nem lehetett igazolni az ókori görög gondolkodók, Leukipposz és Démokritosz (460-370) zseniális sejtéseit az anyag szerkezetéről. Kr.e.), aki azt tanította, hogy a természetben minden folyamatos mozgásban lévő atomokból áll. Tanításuk később feledésbe merült, és a középkorban már folytonosnak számított az anyag, és a testek változását, állapotát súlytalan folyadékok segítségével magyarázták, amelyek mindegyike megszemélyesítette. konkrét tulajdonság anyag, és egyszerre behatolhat a testbe és elhagyhatja azt. Például azt hitték, hogy a kalória hozzáadása a testhez annak felmelegedését okozza, éppen ellenkezőleg, a test lehűl a kalória kiáramlása miatt stb.

A 17. század közepén. a francia tudós P. Gassendi (1592-1655) visszatért Démokritosz nézeteihez. Úgy vélte, a természetben vannak olyan anyagok, amelyeket nem lehet egyszerűbb komponensekre bontani. Az ilyen anyagokat ma már ún kémiai elemek hidrogén, oxigén, réz stb. Gassendi szerint minden elem bizonyos típusú atomokból áll.

A természetben viszonylag kevés különböző elem található, de atomjaik csoportokba egyesülve (köztük lehetnek azonos atomok is) adják az új típusú anyag legkisebb részecskéjét - egy molekulát. A molekulában lévő atomok számától és típusától függően különféle tulajdonságokkal rendelkező anyagokat kapunk.

A XVIII. században. megjelentek MV Lomonoszov munkái, lerakva az anyag szerkezetének molekuláris-kinetikai elméletét. Lomonoszov határozottan küzdött a súlytalan folyadékok, például a kalória, valamint a hideg, szag stb. atomjainak fizikából való kizárásáért, amelyeket akkoriban széles körben használtak a megfelelő jelenségek magyarázatára. Lomonoszov bebizonyította, hogy minden jelenséget „természetesen az anyagmolekulák mozgása és kölcsönhatása magyaráz. - | A XIX. század elején D. Dalton (1766-1844) angol tudós kimutatta, hogy csak az atomok és molekulák fogalmát használva lehet levezetni és megmagyarázni a kísérletekből ismert kémiai törvényeket. Így tudományosan alátámasztotta molekuláris szerkezet anyagokat. Dalton munkája után a tudósok túlnyomó többsége felismerte az atomok és molekulák létezését.

A XX. század elejére. megmérték az anyagmolekulák méretét, tömegét és mozgási sebességét, tisztázták az egyes atomok elrendezését a molekulákban, egyszóval végre elkészült az anyag szerkezetének molekuláris-kinetikai elméletének felépítése, melynek következtetései számos kísérlet igazolta.

Ennek az elméletnek a főbb rendelkezései a következők:

1) bármely anyag molekulákból áll, amelyek között molekulák közötti hézagok vannak;

2) a molekulák mindig folyamatos rendezetlen (kaotikus) mozgásban vannak;

3) vonzó és taszító erők egyaránt hatnak a molekulák között. Ezek az erők a molekulák közötti távolságtól függenek. Csak nagyon kis távolságokon jelentősek, és gyorsan csökkennek, ahogy a molekulák távolodnak egymástól. Ezeknek az erőknek a természete elektromos.

2. Hőmérséklet.

Ha minden test folyamatosan és véletlenszerűen mozgó molekulákból áll, akkor hogyan fog megnyilvánulni a molekulák mozgási sebességének, azaz mozgási energiájának változása, és milyen érzések okozzák az emberben ezeket a változásokat? Kiderült, hogy a molekulák transzlációs mozgásának átlagos kinetikai energiájának változása a testek felmelegedésével vagy lehűlésével függ össze.

Gyakran érintéssel határozza meg az ember testének hőjét, például egy fűtőtesthez kézzel megérintve azt mondjuk: hideg, meleg vagy meleg a radiátor. A testhő tapintásra történő meghatározása azonban gyakran félrevezető. Amikor télen az ember megérint egy fa és fém testet a kezével, úgy tűnik neki fém tárgy hidegebb, mint a fa, bár a valóságban a hőjük ugyanaz. Ezért olyan értéket kell megállapítani, amely objektíven felméri a testhőt, és ennek mérésére eszközt kell készíteni.

Azt az értéket, amely a test felmelegedési fokát jellemzi, hőmérsékletnek nevezzük. A hőmérséklet mérésére szolgáló készüléket hőmérőnek nevezik. A legelterjedtebb hőmérők a testek felmelegedéskor történő kitágulásán és hűtéskor összehúzódásán alapulnak. Amikor két különböző hőmérsékletű test érintkezik egymással, energia cserélődik a testek között. Ilyenkor egy jobban felmelegedett (magas hőmérsékletű) test veszít energiából, egy kevésbé felmelegedett (alacsony hőmérsékletű) pedig felveszi azt. A testek közötti ilyen energiacsere a testek hőmérsékletének kiegyenlítődéséhez vezet, és akkor ér véget, amikor a testek hőmérséklete egyenlővé válik.

A melegség érzése az emberben akkor keletkezik, amikor energiát kap a környező testektől, vagyis amikor azok hőmérséklete magasabb, mint egy személy hőmérséklete. A hidegérzet azzal jár, hogy az ember energiát bocsát ki a környező testekbe. A fenti példában egy fém test hidegebbnek tűnik az ember számára, mint egy fa, mert a kézből származó energia gyorsabban jut el a fémtestekhez, mint a fákhoz, és az első esetben a kéz hőmérséklete gyorsabban csökken.

3. Az anyag folyékony halmazállapotának jellemzői.

A folyadék molekulái t ideig oszcillálnak egy véletlenszerűen kialakuló egyensúlyi helyzet körül, majd egy új helyzetbe ugranak. Azt az időt, ameddig a molekula az egyensúlyi helyzet körül rezeg, a molekula "letelepedett életének" nevezzük. Ez a folyadék típusától és hőmérsékletétől függ. Ha a folyadékot felmelegítjük, az „ülő élet” ideje csökken.

Ha egy folyadékban kellően kis térfogatot izolálunk, akkor az „üledékes élet” ideje alatt megtartja a folyadék molekuláinak rendezett elrendezését, vagyis a szilárd anyagok kristályrácsának a látszata van. Ha azonban figyelembe vesszük a folyékony molekulák egymáshoz viszonyított elrendezését nagy térfogatú folyadékban, akkor ez kaotikusnak bizonyul.

Ezért azt mondhatjuk, hogy a folyadékban "rövid hatótávolságú sorrend" van a molekulák elrendezésében. A folyékony molekulák kis térfogatú rendezett elrendezését kvázikristályosnak (kristályszerűnek) nevezzük. A folyadékra gyakorolt ​​rövid távú hatások esetén, amelyek rövidebbek az "ülő élet" idejénél, a folyadék tulajdonságai nagy hasonlóságot mutatnak a szilárd anyagok tulajdonságaival. Például egy lapos felületű kis kő vízzel szembeni éles ütközésekor a kő visszapattan róla, vagyis a folyadék rugalmas tulajdonságokat mutat. Ha egy toronyból ugráló úszó egész testével a víz felszínére ütközik, akkor súlyosan megsérül, mivel ilyen körülmények között a folyadék szilárd testként viselkedik.

Ha a folyadéknak való kitettség ideje hosszabbnak bizonyul, mint a molekulák "letelepedett életének" ideje, akkor a folyadék folyékonyságát megtaláljuk. Például egy személy szabadon belép a vízbe a folyópartról stb. A folyékony állapot fő jelei a folyékonyság és a térfogat-visszatartás. A folyadék folyékonysága szorosan összefügg molekulái „letelepedett életének” idejével. Minél rövidebb ez az idő, annál nagyobb a folyadékmolekulák mobilitása, vagyis annál nagyobb a folyadék folyékonysága, tulajdonságai pedig közelebb állnak a gázéhoz.

Minél magasabb a folyadék hőmérséklete, annál jobban eltérnek a tulajdonságai a szilárd anyagok tulajdonságaitól, és közelebb kerülnek a sűrű gázok tulajdonságaihoz. Így egy anyag folyékony halmazállapota ugyanannak az anyagnak a szilárd és gáz halmazállapota között van.

4. Belső energia

Minden test sokféle részecskék gyűjteménye. Az anyag szerkezetétől függően ezek a részecskék molekulák, atomok vagy ionok. E részecskék mindegyike elegendő összetett szerkezet... Tehát egy molekula két vagy több atomból áll, az atomok egy magból és elektronikus héj; az atommag protonokból és neutronokból áll stb.

A testet alkotó részecskék folyamatos mozgásban vannak; sőt bizonyos módon kölcsönhatásba lépnek egymással.

Egy test belső energiáját a benne lévő részecskék mozgási energiáinak és egymással való kölcsönhatásuk energiáinak (potenciális energiák) összegének nevezzük.

Nézzük meg, milyen folyamatok hatására változhat meg a szervezet belső energiája.

1. Először is nyilvánvaló, hogy egy test belső energiája a deformáció során változik. Valójában az alakváltozás megváltoztatja a részecskék közötti távolságot; következésképpen a köztük lévő kölcsönhatás energiája is megváltozik. Csak ideális gázban, ahol a részecskék közötti kölcsönhatási erőket figyelmen kívül hagyjuk, a belső energia nem függ a nyomástól.

2. Belső energiaváltozások a termikus folyamatok során. Termikus folyamatoknak nevezzük azokat a folyamatokat, amelyek mind a test hőmérsékletének, mind az aggregációs állapotának megváltozásával járnak - olvadás vagy megszilárdulás, párolgás vagy kondenzáció. A hőmérséklet változásával a részecskék mozgásának kinetikus energiája megváltozik. Hangsúlyozni kell azonban, hogy ugyanakkor

kölcsönhatásuk potenciális energiája is változik (kivéve egy ritkított gáz esetét). Valójában a hőmérséklet növekedése vagy csökkenése a test kristályrácsának csomópontjainál az egyensúlyi helyzetek közötti távolság változásával jár együtt, amelyet a testek hőtágulásaként regisztrálunk. Ez természetesen megváltoztatja a részecskék kölcsönhatási energiáját. Az egyik halmozódási állapotból a másikba való átmenet a test molekulaszerkezetének megváltozásának eredménye, amely változást okoz mind a részecskék kölcsönhatási energiájában, mind mozgásuk természetében.

3. A szervezet belső energiája a kémiai reakciók során megváltozik. Valóban, kémiai reakciók A molekulák átrendeződésének folyamatai, egyszerűbb részekre bomlása, vagy éppen ellenkezőleg, bonyolultabb molekulák keletkezése egyszerűbbekből vagy egyedi atomokból (analízis és szintézis reakciói). Ebben az esetben az atomok közötti kölcsönhatási erők és ennek megfelelően kölcsönhatásuk energiái jelentősen megváltoznak. Ráadásul mind a molekulák mozgásának, mind a köztük lévő kölcsönhatásnak a jellege megváltozik, mert az újonnan képződött anyag molekulái eltérő módon lépnek kölcsönhatásba egymással, mint az eredeti anyagok molekulái.

4. Bizonyos körülmények között az atommagok átalakulásokon mennek keresztül, amelyeket magreakcióknak nevezünk. Az ebben az esetben előforduló folyamatok mechanizmusától függetlenül (és nagyon eltérőek lehetnek), mindegyik a kölcsönhatásban lévő részecskék energiájának jelentős változásával jár. Következésképpen a magreakciókat a test belső energiájának megváltozása kíséri, amely magában foglalja ezeket az atommagokat is

5. Párolgás

Az anyag folyékony halmazállapotból gázhalmazállapotba való átmenetét párolgásnak, az anyag gáz halmazállapotból folyékony halmazállapotba való átmenetét pedig kondenzációnak nevezzük.

A párologtatás egyik fajtája a párolgás. A párolgást párolgásnak nevezzük, amely csak a folyadék szabad felületéről, gáznemű közeggel határos. Nézzük meg, hogyan magyarázható a párolgás a molekuláris kinetikai elmélet alapján.

Mivel a folyadék molekulái kaotikus mozgást végeznek, a felületi rétegének molekulái között mindig lesznek olyan molekulák, amelyek a folyadéktól a gáznemű közeg felé haladnak. Azonban ezeknek a molekuláknak nem mindegyike lesz képes kirepülni a folyadékból, mivel molekuláris erők hatnak rájuk, és visszahúzzák őket a folyadékba. Ezért csak azok a molekulái tudnak kiszabadulni a folyadék felszíni rétegéből, amelyeknek kellően nagy a kinetikai energiája.

Valójában, amikor egy molekula áthalad a felületi rétegen, akkor a molekuláris erők ellen kell dolgoznia a kinetikus energiája rovására. Azok a molekulák, amelyek kinetikus energiája kisebb, mint ez a munka, visszaszívódnak a folyadékba, és csak azok a molekulák húzódnak ki a folyadékból, amelyek kinetikus energiája nagyobb, mint a megadott munka. A folyadékból kilépő molekulák gőzt képeznek a felülete felett. Mivel a folyadékból kiszabaduló molekulák más folyékony molekulákkal való ütközés következtében kinetikus energiára tesznek szert, átlagsebesség csökkennie kell a molekulák kaotikus mozgásának a folyadékon belül annak párolgása során. Így egy anyag folyékony fázisának gázhalmazállapotúvá történő átalakítására bizonyos energiát kell fordítani. A folyadék felszíne felett elhelyezkedő gőzmolekulák kaotikus mozgásuk során visszarepülhetnek a folyadékba, és visszaadhatják abba azt az energiát, amelyet a párolgás során elvittek. Következésképpen a párolgás során a gőzkondenzáció mindig egyidejűleg megy végbe, a folyadék belső energiájának növekedésével együtt.

Milyen okok befolyásolják a folyadék párolgási sebességét?

1. Ha azonos mennyiségű vizet, alkoholt és étert öntünk egyforma csészealjakba, és megfigyeljük a párolgásukat, akkor kiderül, hogy először az éter, majd az alkohol és a víz párolog el utoljára. Ezért a sebesség

a párolgás a folyadék típusától függ.

2. Egy és ugyanaz a folyadék minél gyorsabban párolog el, minél nagyobb a szabad felülete. Például, ha egyenlő térfogatú vizet öntünk egy csészealjba és egy pohárba, a víz gyorsabban elpárolog a csészealjból, mint a pohárból.

3. Könnyen belátható forró víz gyorsabban elpárolog, mint a hideg.

Ennek oka egyértelmű. Minél magasabb a folyadék hőmérséklete, annál nagyobb molekuláinak átlagos kinetikus energiája, és ennélfogva annál többen hagyják el a folyadékot egyidőben.

4. Ezenkívül minél kisebb a folyadékra nehezedő külső nyomás, és minél kisebb ennek a folyadéknak a gőzsűrűsége a felszíne felett, annál nagyobb a folyadék párolgási sebessége.

Például szeles időben a ruhanemű gyorsabban szárad, mint szélcsendes időben, mivel a szél elvezeti a vízpárát, és így segít csökkenteni a pára lecsapódását a ruhaneműn.

Mivel a folyadék párolgása a molekuláinak energiája miatt energiát használ fel, ezért a párolgás során a folyadék hőmérséklete csökken. Ezért az éterrel vagy alkohollal megnedvesített kéz érezhetően lehűl. Ez magyarázza azt a hidegérzetet is, amikor az ember úszás után kijön a vízből egy forró szeles napon.

Ha a folyadék lassan elpárolog, akkor a környező testekkel való hőcsere következtében energiaveszteségét a környezetből beáramló energia kompenzálja, és hőmérséklete valójában megegyezik a környezet hőmérsékletével. A folyadék magas párolgási sebessége mellett azonban a hőmérséklete lényegesen alacsonyabb lehet, mint a környezeti hőmérséklet. Az "illékony" folyadékok, például az éter segítségével jelentősen csökkentheti a hőmérsékletet.

Vegye figyelembe azt is, hogy sok szilárd anyagok a folyékony fázist megkerülve közvetlenül a gázfázisba kerülhetnek. Ezt a jelenséget szublimációnak vagy szublimációnak nevezik. A szilárd anyagok (pl. kámfor, naftalin) szagát szublimációjuk (és diffúziójuk) okozza. A szublimáció a jégre jellemző, például a ruha 0 ° G alatti hőmérsékleten szárad.

6. A Föld hidroszférája és légköre

1. A víz párolgási és kondenzációs folyamatai meghatározó szerepet játszanak bolygónk időjárási és éghajlati viszonyainak kialakulásában. Globálisan ezek a folyamatok a hidroszféra és a Föld légkörének kölcsönhatására redukálódnak.

A hidroszféra a bolygónkon elérhető összes víz, annak teljes egészében aggregált állapotok; A hidroszféra 94%-a a Világóceánra esik, amelynek térfogatát 1,4 milliárd m3-re becsülik. A földfelszín teljes területének 71% -át foglalja el, és ha a Föld szilárd felülete sima gömb lenne, akkor a víz egy 2,4 km mélységű folyamatos réteggel fedné be; A hidroszféra 5,4%-át talajvíz, valamint gleccserek, légköri és talajnedvesség foglalja el. És csak 0,6% esik a folyók, tavak és mesterséges tározók édesvizére. Innentől világos, hogy milyen jelentősége van a védelemnek friss víz ipari és közlekedési hulladék okozta szennyezéstől.

2. A Föld légkörét szokás több rétegre osztani, amelyek mindegyikének megvannak a maga sajátosságai. A levegő alsó, felszíni rétegét troposzférának nevezzük. Felső határa az egyenlítői szélességeken 16-18 km magasságban, a sarki szélességeken pedig 10 km magasságban fut. A troposzféra a teljes légkör tömegének 90%-át tartalmazza, ami 4,8 1018 kg. A troposzférában a hőmérséklet a magassággal csökken. Először 1 ° C-kal 100 m-enként, majd 5 km-es magasságtól kezdve a hőmérséklet -70 ° C-ra csökken.

A légnyomás és a sűrűség folyamatosan csökken. A légkör legkülső rétege körülbelül 1000 km magasságban fokozatosan átmegy a bolygóközi térbe.

3. Tanulmányok kimutatták, hogy minden nap körülbelül 7 · 10 3 km 3 víz és körülbelül ugyanennyi csapadék formájában esik le.

A felszálló légáramlatok által elszállított vízgőz felfelé emelkedik, és a troposzféra hideg rétegeibe esik. Ahogy felemelkedik, a gőz telítődik, majd lecsapódik, esőcseppeket és felhőket képezve.

A gőz légkörben történő lecsapódása során átlagosan napi hő szabadul fel 1,6 10 22 J, ami több tízezerszer nagyobb, mint a Föld bolygón ugyanannyi idő alatt keletkező energia. Ezt az energiát a víz elnyeli, amikor elpárolog. Így a hidroszféra és a Föld légköre között nemcsak anyagcsere (vízkörforgás), hanem energiacsere is folyik.

III. KUTATÁSI RÉSZ.

Számos kísérletet végeztek a párolgási folyamatok tanulmányozására és a párolgási sebesség különböző körülményektől való függésének meghatározására.

1. kísérlet. A párolgási sebesség levegőhőmérséklettől való függésének vizsgálata.

Anyagok: Üveglapok, 3% peroxid oldat hidrogén, növényi olaj, alkohol, víz, stopper, hőmérő, hűtőszekrény.

A kísérlet előrehaladása:Fecskendővel üveglapokra visszük fel az anyagokat és figyeljük az anyagok párolgását.

Alkohol Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

Levegő hőmérséklet: +24.

A kísérlet eredménye: 3 óra telt el, mire a folyadék teljesen elpárolog;

Víz. Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

Levegő hőmérséklet: +24.

A kísérlet eredménye: 5 órába telt, mire a folyadék teljesen elpárolog;

Hidrogén-peroxid oldat... Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

Levegő hőmérséklet: +24.

A kísérlet eredménye: 8 óra telt el, amíg a folyadék teljesen elpárolog;

Növényi olaj. Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

Levegő hőmérséklet: +24.

A kísérlet eredménye: 40 órába telt, mire a folyadék teljesen elpárolog;

Változtatjuk a levegő hőmérsékletét. A poharakat hűtőbe tesszük.

Alkohol. Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

Levegő hőmérséklet: +6.

A kísérlet eredménye: 8 óra telt el, amíg a folyadék teljesen elpárolog;

Víz. Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

Levegő hőmérséklet: +6.

A kísérlet eredménye: 10 órába telt, mire a folyadék teljesen elpárolog;

Hidrogén-peroxid oldat. Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

Levegő hőmérséklet: +6.

A kísérlet eredménye: 15 órába telt, mire a folyadék teljesen elpárolog;

Növényi olaj. Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

Levegő hőmérséklet: +6

A kísérlet eredménye: 72 órába telt, mire a folyadék teljesen elpárolog;

Kimenet: A vizsgálat eredményei azt mutatják, hogy különböző hőmérsékleteken ugyanazon anyagok elpárologtatásához eltérő idő szükséges. Ugyanazon folyadék esetén a párolgási folyamat sokkal gyorsabban megy végbe több folyadékkal magas hőmérsékletű... Ez bizonyítja a vizsgált folyamat ettől a fizikai paramétertől való függőségét. A hőmérséklet csökkenésével a párolgási folyamat időtartama nő, és fordítva.

2. kísérlet ... A párolgási folyamat sebességének a folyadék felületétől való függésének tanulmányozása.

Cél: Vizsgálja meg a párolgási folyamat függését a folyadék felületétől.

Anyagok: Víz, alkohol, óra, orvosi fecskendő, üveglapok, vonalzó.

A kísérlet előrehaladása:A felületet a következő képlettel mérjük: S = P D 2:4.

Fecskendővel különböző folyadékokat viszünk fel a tányérra, kör alakot adunk és addig figyeljük a folyadékot, amíg teljesen el nem párolog. A szobahőmérséklet változatlan marad (+24)

Alkohol. Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

Felület: 0,00422 m 2

A kísérlet eredménye: 1 órába telt, mire a folyadék teljesen elpárolog;

Víz. Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

A kísérlet eredménye: 2 órába telt, mire a folyadék teljesen elpárolog;

Hidrogén-peroxid oldat... Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

Alapterület: 0,00422 m2 2

A kísérlet eredménye: 4 órába telt, mire a folyadék teljesen elpárolog;

Növényi olaj. Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

Alapterület: 0,00422 m2 2

A kísérlet eredménye: 30 órába telt, mire a folyadék teljesen elpárolog;

Módosítjuk a feltételeket. Különböző felületű, azonos folyadékok párologtatását figyeljük meg.

Alkohol. Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

A kísérlet eredménye: 3 óra telt el, mire a folyadék teljesen elpárolog;

Víz. Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

Felület: 0,00283 m 2

A kísérlet eredménye: 4 órába telt, mire a folyadék teljesen elpárolog;

Hidrogén-peroxid oldat... Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

A kísérlet eredménye: 6 órába telt, mire a folyadék teljesen elpárolog;

Növényi olaj. Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

Felszín 0, 00283 m 2

A kísérlet eredménye: 54 órába telt, mire a folyadék teljesen elpárolog;

Kimenet: A vizsgálat eredményeiből az következik, hogy a különböző felületű edényekből a párologtatás különböző időpontokban történik. A mérésekből látható, hogy ez a folyadék gyorsabban párolog el egy nagyobb felületű edényből, ami a vizsgált folyamat ettől a fizikai paramétertől való függőségét bizonyítja. A felület csökkenésével a párolgási folyamat időtartama nő, és fordítva.

3. kísérlet. A párolgási folyamat anyagtípustól való függésének vizsgálata.

Cél: Vizsgálja meg a párolgási folyamat függését a folyadék típusától!

Eszközök és anyagok:Víz, alkohol, növényi olaj, hidrogén-peroxid oldat, óra, orvosi fecskendő, üveglapok.

A kísérlet menete.Egy fecskendő segítségével különféle folyadékokat viszünk fel a lemezekre, és figyeljük a folyamatot a teljes elpárolgásig. A levegő hőmérséklete változatlan marad. A folyadékok hőmérséklete azonos.

Az alkohol, víz, 3%-os hidrogén-peroxid oldat, növényi olaj párologtatásának különbségére vonatkozó vizsgálatok eredményeit korábbi vizsgálatok adataiból nyerjük.

Kimenet: A különböző folyadékok különböző idő alatt teljesen elpárolognak. Az eredményekből látható, hogy a párolgási folyamat alkoholnál és víznél gyorsabb, növényi olajnál lassabb, vagyis bizonyítja a párolgási folyamat anyagtípus fizikai paramétereitől való függését.

4. kísérlet. A folyadék párolgási sebességének a sebességtől való függésének vizsgálata légtömegek.

Cél: a párolgási folyamat sebességének a szélsebességtől való függésének vizsgálatára.

Eszközök és anyagok:Víz, alkohol, növényi olaj, hidrogén-peroxid oldat, óra, orvosi fecskendő, üveglapok, hajszárító.

Előrehalad. Hajszárítóval mesterséges légtömeg mozgást hozunk létre, figyeljük a folyamatot, várjuk meg, amíg a folyadék teljesen elpárolog. A hajszárítónak két üzemmódja van: egyszerű üzemmód, turbó üzemmód.

Egyszerű mód esetén:

Alkohol. Térfogat: 0,5 · 10 -6 m 3

Felület: 0,00283 m 2 A kísérlet eredménye: kb. 2 perc kellett ahhoz, hogy a folyadék teljesen elpárologjon;

Víz. Térfogat 0,5 · 10 -6 m 3

Felület: 0,00283 m 2

A kísérlet eredménye: kb. 4 perc kellett ahhoz, hogy a folyadék teljesen elpárologjon;

Hidrogén-peroxid oldat. Térfogat: 0,5 · 10 -6 m 3

Felület: 0,00283 m 2

A kísérlet eredménye: körülbelül 7 percbe telt, amíg a folyadék teljesen elpárolog;

Növényi olaj. Térfogat: 0,5 · 10 -6 m 3

Felület: 0,00283 m 2 A kísérlet eredménye: körülbelül 10 percbe telt, amíg a folyadék teljesen elpárolog;

Turbó üzemmód esetén:

Alkohol. Térfogat: 0,5 · 10 -6 m 3

Felület: 0,00283 m 2 A kísérlet eredménye: körülbelül 1 percbe telt, amíg a folyadék teljesen elpárolog;

Víz. Térfogat: 0,5 · 10 -6 m 3

Felület: 0,00283 m 2

A kísérlet eredménye: kb. 3 perc kellett ahhoz, hogy a folyadék teljesen elpárologjon;

Hidrogén-peroxid oldat. Térfogat: 0,5 · 10 -6 m 3

Felület: 0,00283 m 2 A kísérlet eredménye: körülbelül 5 percbe telt, amíg a folyadék teljesen elpárolog;

Növényi olaj. Térfogat: 0,5 · 10 -6 m 3

Felület: 0,00283 m 2

A kísérlet eredménye: kb. 8 perc kellett ahhoz, hogy a folyadék teljesen elpárologjon;

Kimenet: A párolgási folyamat függ a légtömegek mozgási sebességétől a folyadék felszíne felett. Minél nagyobb a sebesség, annál gyorsabb ez a folyamat, és fordítva.

Tehát a tanulmányok kimutatták, hogy a folyadék párolgási sebessége különböző folyadékoknál eltérő, és növekszik a folyadék hőmérsékletének növekedésével, szabad felületének növekedésével és a szél jelenlétével a felszín felett.

Következtetés.

Az elvégzett munka eredményeként különféle forrásokból információk a párolgási folyamatról és annak feltételeiről. Meghatároztam a párolgási folyamat sebességét befolyásoló fizikai paramétereket. Megvizsgáltuk a párolgási folyamat lefolyásának a fizikai paraméterektől való függését, és elvégeztük a kapott eredmények elemzését. A felállított hipotézis helyesnek bizonyult. Az elméleti feltevések a kutatás során beigazolódtak - a párolgási folyamat sebességének a fizikai paraméterektől való függése a következő:

A folyadék hőmérsékletének növekedésével a párolgási folyamat sebessége nő, és fordítva;

A folyadék szabad felületének csökkenésével a párolgási folyamat sebessége csökken, és fordítva;

A párolgási folyamat sebessége a folyadék típusától függ.

Így a folyadékok párolgási folyamata olyan fizikai paraméterektől függ, mint a hőmérséklet, a szabad felület és az anyag típusa.

Ennek a munkának megvan gyakorlati jelentősége, mivel a párolgási sebesség függését vizsgálta – ez a jelenség, amiben találkozunk Mindennapi élet, a fizikai paramétereken. Ezen ismeretek felhasználásával irányíthatja a folyamat menetét.

Irodalom

Pinsky A.A., Grakovsky G.Yu. Fizika: Tankönyv intézmények hallgatói számára

Középfokú szakképzés / Összes alatt. Szerk. Yu.I.Dika, N.S. Purysheva.-M .: FÓRUM: INFRA_M, 2002.-560 p.

Milkovskaya LB Megismételjük a fizikát Tankönyv az egyetemekre jelentkezők számára Moszkva, "Gimnázium", 1985.608 p.

Internetes források:http://ru.wikipedia.org/wiki/;

http://class-fizika.narod.ru/8_l 3.htm;

http://e-him.ru/?page=dynamic§ion=33&article=208;

Fizika tankönyv G.Ya. Myakishev "Termodinamika"

A bolygónkon végbemenő legérdekesebb folyamat a folyamat. Végül is a természetben a víz körforgása különféle átmeneti vízállapotok tömege, amelyek zökkenőmentesen átalakulnak egymásba, és összességében ördögi kört alkotnak. Sokra emlékezhetsz érdekes példák, amely segít felmérni a víz mozgásképességét a bolygón, mivel a vízcseppeket tartalmazó légtömegek folyamatosan és folyamatosan mozognak a földgömb... Vagyis a földre zuhanás állandóan más. Ebben is meglátszik a víz egyedisége. De nézzük meg közelebbről a párolgási folyamatot.

Egy kis fizikából

Víz bármilyen hőmérsékleten. A forralással ellentétben, amikor a vízmolekulák kinetikai energiájuk miatt elhagyják a folyadék teljes tömegét, a párolgás „akaratosan” történik. Vagyis a kinetikus energia kicsi, de a szétválás enyhe többlet miatt következik be. Hogyan kisebb különbség A víz és a környezeti levegő hőmérséklete, annál kevesebb vízmolekula kerül a levegőbe. Természetesen az ujjakon lévő magyarázat nem mindig mutatja pontosan, hogy pontosan mi is történik a vízzel ilyen időszakokban, de érdemes megjegyezni, hogy a párolgás egyes aspektusai segítik az embert abban, hogy könnyebben éljen.

Például egy folyadék felületének kiszámítása, amelynek le kell hűlnie, segít megbecsülni, mennyi ideig tart a víz lehűlése. Például egy csészében lévő víz lassabban hűl le, mint egy tányérban. És mindez annak köszönhető, hogy a terület nagyobb. Hiszen a teljes víztömegtől átlagosan levált molekulák száma területegységenként ugyanannyi. Ez azt jelenti, hogy minél nagyobb a terület, annál több molekula "repül ki" a vízből, és elveszi a folyadék hőmérsékletét az átlagos mozgási energiával együtt. Kemény? Mit kell tenni, az a párolgási folyamat fizikai leírása. És sok titok rejtőzik benne.

Paraméterek, vízpárolgás

A párolgás sajátossága, hogy a felület számítása nemcsak a folyadék hűtési sebességét tudja megmutatni, hanem azt is, hogy a nedvesség felett elhelyezkedő valami milyen gyorsan telítődik nedvességgel. Ezen kívül van még egy fontos pont... A helyiségben elpárolgó folyadék felületének kiszámítása megmutatja, hogy milyen gyorsan érhető el egy bizonyos páratartalom. És bár a végeredmény több paraméterből áll, a fő (párolgási sebesség) csak a felület kiszámításával érhető el.

Mi befolyásolhatja még a víz elpárolgását? Természetesen a levegő páratartalma. A vízfelület, a hőmérséklet-különbség és a páratartalom számértékének számítása. Mindezek a paraméterek, megszorozva egy bizonyos együtthatóval, azt az eredményt adják, hogy a helyiséget sok erőfeszítés nélkül megtöltik a megfelelő mennyiségű nedvességgel. Minél nagyobb a paraméterek különbsége, annál gyorsabban megy végbe a párolgás. Ha a helyiség páratartalma közel 100%, akkor nem kell várni a párolgásra: a telített levegőben lévő vízmolekuláknak egyszerűen nincs hova menniük.

Mik a felületek

Tehát térjünk át az úgynevezett felületszámításra. Ez a folyadék felületének keresése, amely bejut jelenleg elpárolog. És kivétel nélkül minden folyadék elpárolog. Ehhez a számításhoz a geometriából származó klasszikus planimetrikus képleteket használjuk. Oválisok, körök, négyzetek és téglalapok. Tekintettel arra, hogy a folyadéktartályok teljesen eltérő formájúak lehetnek, érdemes elegendő számú képletet raktáron tartani a matematikai számítások elvégzéséhez.

Ha ismeri a területet, könnyen meghatározhatja a párolgás sebességét és mértékét. Ezért azok számára, akik bíznak a beltéri páratartalom előnyeiben, ez nagyon fontos. Használjon képleteket, számolja ki a területet, és teremtsen egyedi klímát lakásában.