temperatura di evaporazione. Fisica molecolare. Evaporazione e condensazione. Guarda il video film "Cosa succede quando l'acqua evapora dalle superfici aperte"

L'evaporazione di un liquido avviene a qualsiasi temperatura e più veloce, maggiore è la temperatura, più area la superficie libera del liquido evaporante ed i vapori formatisi al di sopra del liquido vengono rimossi più velocemente.

Ad una certa temperatura, a seconda della natura del liquido e della pressione a cui si trova, inizia la vaporizzazione nell'intera massa del liquido. Questo processo è chiamato bollitura.

Questo è un processo di intensa vaporizzazione non solo dalla superficie libera, ma anche nella massa del liquido. Nel volume si formano bolle piene di vapore saturo. Si sollevano sotto l'azione di una forza di galleggiamento e si rompono in superficie. I centri della loro formazione sono le più piccole bolle di gas estranei o particelle di varie impurità.

Se la bolla ha dimensioni dell'ordine di alcuni millimetri o più, allora il secondo termine può essere trascurato e, quindi, per bolle grandi a pressione esterna costante, il liquido bolle quando la pressione di vapore saturo nelle bolle diventa uguale a quella esterna pressione.

Come risultato del movimento caotico sopra la superficie del liquido, la molecola di vapore, cadendo nella sfera d'azione delle forze molecolari, ritorna nuovamente al liquido. Questo processo è chiamato condensazione.

Evaporazione ed ebollizione

L'evaporazione e l'ebollizione sono due modi in cui un liquido si trasforma in un gas (vapore). Il processo di tale transizione è chiamato vaporizzazione. Cioè, l'evaporazione e l'ebollizione sono metodi di vaporizzazione. Ci sono differenze significative tra questi due metodi.

L'evaporazione avviene solo dalla superficie del liquido. È il risultato del fatto che le molecole di qualsiasi liquido sono in continuo movimento. Inoltre, la velocità delle molecole è diversa. Molecole con una velocità sufficientemente elevata, una volta in superficie, possono vincere la forza di attrazione di altre molecole e finire nell'aria. Le molecole d'acqua, che si trovano separatamente nell'aria, formano solo vapore. È impossibile vedere con gli occhi delle coppie. Quello che vediamo come acqua nebulizzata è già il risultato della condensazione (il processo inverso della vaporizzazione), quando il vapore si raccoglie sotto forma di minuscole goccioline durante il raffreddamento.

Come risultato dell'evaporazione, il liquido stesso si raffredda, poiché le molecole più veloci lo lasciano. Come sapete, la temperatura è determinata proprio dalla velocità di movimento delle molecole di una sostanza, cioè dalla loro energia cinetica.

La velocità di evaporazione dipende da molti fattori. Innanzitutto, dipende dalla temperatura del liquido. Più alta è la temperatura, più veloce sarà l'evaporazione. Questo è comprensibile, dal momento che le molecole si muovono più velocemente, il che significa che è più facile che fuoriescano dalla superficie. La velocità di evaporazione dipende dalla sostanza. In alcune sostanze le molecole sono attratte più fortemente e quindi è più difficile volare via, mentre in altre sono più deboli e quindi è più facile lasciare il liquido. L'evaporazione dipende anche dalla superficie, dalla saturazione dell'aria con vapore, dal vento.

La cosa più importante che distingue l'evaporazione dall'ebollizione è che l'evaporazione avviene a qualsiasi temperatura e fluisce solo dalla superficie del liquido.

A differenza dell'evaporazione, l'ebollizione avviene solo a una certa temperatura. Ogni sostanza allo stato liquido ha il proprio punto di ebollizione. Ad esempio, l'acqua alla normale pressione atmosferica bolle a 100°C e l'alcol a 78°C. Tuttavia, al diminuire della pressione atmosferica, il punto di ebollizione di tutte le sostanze diminuisce leggermente.

Quando l'acqua bolle, l'aria disciolta in essa viene rilasciata. Poiché la nave viene solitamente riscaldata dal basso, la temperatura negli strati inferiori dell'acqua è più alta e lì si formano prima le bolle. L'acqua evapora in queste bolle e sono sature di vapore acqueo.

Poiché le bolle sono più leggere dell'acqua stessa, si alzano. A causa del fatto che gli strati superiori dell'acqua non si sono riscaldati fino al punto di ebollizione, le bolle si raffreddano e il vapore al loro interno si condensa nuovamente in acqua, le bolle diventano più pesanti e affondano di nuovo.

Quando tutti gli strati del liquido vengono riscaldati fino al punto di ebollizione, le bolle non scendono più, ma salgono in superficie e scoppiano. Un paio di loro sono nell'aria. Pertanto, durante l'ebollizione, il processo di vaporizzazione non si verifica sulla superficie del liquido, ma in tutto il suo spessore nelle bolle d'aria formate. A differenza dell'evaporazione, l'ebollizione è possibile solo a una certa temperatura.

Dovrebbe essere chiaro che quando un liquido bolle, si verifica anche la solita evaporazione dalla sua superficie.

Cosa determina la velocità di evaporazione di un liquido?

Una misura della velocità di evaporazione è la quantità di una sostanza che vola via per unità di tempo da un'unità della superficie libera del liquido. Il fisico e chimico inglese D. Dalton inizio XIX in. trovato che la velocità di evaporazione è proporzionale alla differenza tra la pressione del vapore saturo alla temperatura del liquido in evaporazione e la pressione effettiva del vapore reale che esiste al di sopra del liquido. Se liquido e vapore sono in equilibrio, la velocità di evaporazione è zero. Più precisamente, si verifica, ma si verifica anche il processo inverso alla stessa velocità - condensazione(transizione di una sostanza da uno stato gassoso o vaporoso a uno stato liquido). La velocità di evaporazione dipende anche dal fatto che avvenga in un'atmosfera calma o in movimento; la sua velocità aumenta se il vapore risultante viene soffiato via da un flusso d'aria o pompato.

Se l'evaporazione avviene da una soluzione liquida, le diverse sostanze evaporano a velocità diverse. La velocità di evaporazione di una determinata sostanza diminuisce con l'aumentare della pressione dei gas estranei, come l'aria. Pertanto, l'evaporazione nel vuoto avviene alla velocità massima. Al contrario, aggiungendo al recipiente un gas estraneo e inerte, l'evaporazione può essere notevolmente rallentata.

A volte l'evaporazione è anche chiamata sublimazione, o sublimazione, cioè il passaggio di uno stato solido a uno gassoso. Quasi tutti i loro modelli sono davvero simili. Il calore di sublimazione è maggiore del calore di vaporizzazione approssimativamente del calore di fusione.

Quindi, la velocità di evaporazione dipende da:

1. Tipo di liquido. Il liquido evapora più velocemente, le cui molecole sono attratte l'una dall'altra con meno forza. Infatti, in questo caso, per superare l'attrazione e volare fuori dal liquido può di più molecole.
2. L'evaporazione avviene più velocemente, maggiore è la temperatura del liquido. Maggiore è la temperatura del liquido, maggiore è il numero di molecole in rapido movimento al suo interno che possono vincere le forze di attrazione delle molecole circostanti e volare fuori dalla superficie del liquido.
3. La velocità di evaporazione di un liquido dipende dalla sua superficie. Questo motivo è spiegato dal fatto che il liquido evapora dalla superficie e maggiore è la superficie del liquido, maggiore è il numero di molecole che vola contemporaneamente da esso nell'aria.
4. L'evaporazione del liquido avviene più velocemente con il vento. Contemporaneamente alla transizione delle molecole dal liquido al vapore, si verifica anche il processo inverso. Muovendosi casualmente sopra la superficie del liquido, alcune delle molecole che l'hanno lasciato ritornano di nuovo su di esso. Pertanto, la massa del liquido in un recipiente chiuso non cambia, sebbene il liquido continui ad evaporare.

conclusioni

Diciamo che l'acqua evapora. Ma cosa significa? L'evaporazione è il processo mediante il quale un liquido nell'aria diventa rapidamente un gas o vapore. Molti liquidi evaporano molto rapidamente, molto più velocemente dell'acqua. Questo vale per alcol, benzina, ammoniaca. Alcuni liquidi, come il mercurio, evaporano molto lentamente.

Quali sono le cause dell'evaporazione? Per capire questo, bisogna capire qualcosa sulla natura della materia. Per quanto ne sappiamo, ogni sostanza è composta da molecole. Due forze agiscono su queste molecole. Uno di questi è la coesione che li attira l'uno verso l'altro. L'altro è il movimento termico delle singole molecole, che le fa volare via.

Se la forza adesiva è maggiore, la sostanza rimane allo stato solido. Ma se il moto termico è così forte da superare la coesione, allora la sostanza diventa o è un gas. Se le due forze sono approssimativamente bilanciate, allora abbiamo un liquido.

L'acqua, ovviamente, è un liquido. Ma sulla superficie del liquido ci sono molecole che si muovono così velocemente da vincere la forza di coesione e volare via nello spazio. Il processo di fuga delle molecole è chiamato evaporazione.

Perché l'acqua evapora più velocemente quando è al sole o riscaldata? Maggiore è la temperatura, più intenso è il movimento termico nel liquido. Ciò significa che sempre più molecole acquisiscono una velocità sufficiente per volare via. Quando le molecole più veloci volano via, la velocità delle molecole rimanenti rallenta in media. Perché il liquido rimanente viene raffreddato per evaporazione.

Quindi, quando l'acqua si asciuga, significa che si è trasformata in gas o vapore ed è diventata parte dell'aria.

Se lasci un contenitore d'acqua scoperto, dopo un po' l'acqua evapora. Se fai lo stesso esperimento con alcol etilico o benzina, il processo è leggermente più veloce. Se una pentola d'acqua viene riscaldata su un fornello abbastanza potente, l'acqua bolle.

Tutti questi fenomeni sono un caso speciale di vaporizzazione, la trasformazione del liquido in vapore. Esistono due tipi di vaporizzazione evaporazione ed ebollizione.

Cos'è l'evaporazione

L'evaporazione si riferisce alla formazione di vapore dalla superficie di un liquido. L'evaporazione può essere spiegata come segue.

Durante le collisioni, le velocità delle molecole cambiano. Spesso ci sono molecole la cui velocità è così grande da vincere l'attrazione delle molecole vicine e staccarsi dalla superficie del liquido. (Struttura molecolare della materia). Poiché anche in un piccolo volume di liquido ci sono molte molecole, tali casi si ottengono abbastanza spesso e c'è un processo costante di evaporazione.

Le molecole separate dalla superficie del liquido formano vapore sopra di esso. Alcuni di loro, a causa del movimento caotico, tornano al liquido. Pertanto, l'evaporazione avviene più velocemente se c'è vento, poiché porta il vapore lontano dal liquido (qui si verifica anche il fenomeno della "cattura" e del distacco di molecole dalla superficie del liquido da parte del vento).

Pertanto, in un recipiente chiuso, l'evaporazione si interrompe rapidamente: il numero di molecole "strappate" per unità di tempo diventa uguale al numero di "ritornate" nel liquido.

Tasso di evaporazione dipende dal tipo di liquido: minore è l'attrazione tra le molecole del liquido, più intensa sarà l'evaporazione.

Maggiore è la superficie del liquido, più molecole hanno l'opportunità di lasciarlo. Ciò significa che la velocità di evaporazione dipende dalla superficie del liquido.

All'aumentare della temperatura, la velocità delle molecole aumenta. Pertanto, maggiore è la temperatura, più intensa sarà l'evaporazione.

Cosa bolle

L'ebollizione è un'intensa vaporizzazione, che si verifica a seguito del riscaldamento di un liquido, della formazione di bolle di vapore al suo interno, che galleggiano in superficie e vi scoppiano.

Durante l'ebollizione, la temperatura del liquido rimane costante.

Il punto di ebollizione è la temperatura alla quale un liquido bolle. Solitamente, parlando del punto di ebollizione di un dato liquido, si intende la temperatura alla quale questo liquido bolle alla normale pressione atmosferica.

Durante la vaporizzazione, le molecole che si sono separate dal liquido portano via parte dell'energia interna da esso. Pertanto, durante l'evaporazione, il liquido viene raffreddato.

Calore specifico di vaporizzazione

La quantità fisica che caratterizza la quantità di calore necessaria per far evaporare una massa unitaria di una sostanza è chiamata calore specifico di vaporizzazione. (link per una discussione più dettagliata di questo argomento)

Nel sistema SI, l'unità di misura per questa quantità è J / kg. È indicato dalla lettera L.

In natura, le sostanze possono trovarsi in uno dei tre stati di aggregazione: solido, liquido e gassoso. Il passaggio dalla prima alla seconda e viceversa si può osservare quotidianamente, soprattutto in inverno. Tuttavia, la trasformazione del liquido in vapore, nota come processo di evaporazione, spesso non è visibile agli occhi. Nonostante la sua apparente insignificanza, svolge un ruolo importante nella vita umana. Quindi, scopriamo di più su questo.

Evaporazione: che cos'è

Ogni volta che decidi di far bollire un bollitore per il tè o il caffè, puoi osservare come, raggiunti i 100°C, l'acqua si trasforma in vapore. Questo è ciò che è esempio pratico il processo di vaporizzazione (il passaggio di una certa sostanza allo stato gassoso).

La vaporizzazione è di due tipi: ebollizione ed evaporazione. A prima vista, sono identici, ma questo è un malinteso comune.

L'evaporazione è la vaporizzazione dalla superficie di una sostanza e l'ebollizione dal suo intero volume.

Evaporazione vs ebollizione: qual è la differenza?

Sebbene sia il processo di evaporazione che l'ebollizione contribuiscano entrambi al passaggio di un liquido allo stato gassoso, vale la pena ricordare due importanti differenze tra loro.

• L'ebollizione è un processo attivo che si verifica a una certa temperatura. Per ogni sostanza è unica e può cambiare solo con una diminuzione della pressione atmosferica. In condizioni normali, l'acqua deve bollire a 100 °C, per olio di girasole raffinato - 227 °C, per non raffinato - 107 °C. L'alcol, per bollire, invece, ne ha bisogno di più bassa temperatura- 78°C. La temperatura di evaporazione può essere qualsiasi e, a differenza dell'ebollizione, avviene costantemente.
• La seconda differenza significativa tra i processi è che durante l'ebollizione, la vaporizzazione avviene per l'intero spessore del liquido. Considerando che l'evaporazione dell'acqua o di altre sostanze avviene solo dalla loro superficie. A proposito, il processo di ebollizione è sempre accompagnato dall'evaporazione allo stesso tempo.

processo di sublimazione

Si ritiene che l'evaporazione sia il passaggio da uno stato di aggregazione liquido a uno gassoso. Tuttavia, nel casi rari, bypassando il liquido, è possibile evaporare direttamente dallo stato solido allo stato gassoso. Questo processo è chiamato sublimazione.

Questa parola è familiare a tutti coloro che hanno ordinato una tazza o una maglietta con la loro foto preferita in un salone fotografico. Questo tipo di evaporazione viene utilizzato per applicare in modo permanente un'immagine su tessuto o ceramica; in onore di esso, questo tipo di stampa è chiamato stampa a sublimazione.

Inoltre, tale evaporazione viene spesso utilizzata per l'essiccazione industriale di frutta e verdura, per la preparazione del caffè.

Sebbene la sublimazione sia molto meno comune dell'evaporazione di un liquido, a volte può essere osservata nella vita di tutti i giorni. Quindi, la biancheria bagnata lavata e stesa ad asciugare in inverno si congela all'istante e diventa dura. Tuttavia, gradualmente questa rigidità scompare e le cose si seccano. In questo caso, l'acqua dallo stato di ghiaccio, bypassando la fase liquida, passa immediatamente in vapore.

Come avviene l'evaporazione

Come la maggior parte dei fisici e processi chimici, ruolo di primo piano le molecole giocano nel processo di evaporazione.

Nei liquidi si trovano molto vicini l'uno all'altro, ma non hanno una posizione fissa. Grazie a ciò, possono "viaggiare" su tutta l'area del liquido e a velocità diverse. Ciò è dovuto al fatto che durante il movimento si scontrano tra loro e da queste collisioni la loro velocità cambia. Essendo diventati abbastanza veloci, le molecole più attive hanno l'opportunità di salire sulla superficie della sostanza e, dopo aver superato la forza di attrazione di altre molecole, lasciano il liquido. È così che l'acqua o un'altra sostanza evapora e si forma il vapore. Non è un po' come un volo spaziale nello spazio?

Sebbene le molecole più attive passino dal liquido al vapore, i loro "fratelli" rimanenti continuano ad essere in costante movimento. A poco a poco, acquisiscono anche la velocità necessaria per superare l'attrazione e passare a un altro stato di aggregazione.

Lasciando gradualmente e costantemente il liquido, le molecole usano la sua energia interna per questo e diminuisce. E questo influisce direttamente sulla temperatura della sostanza: diminuisce. Ecco perché la quantità di tè freddo nella tazza è leggermente ridotta.

Condizioni di evaporazione

Osservando le pozzanghere dopo la pioggia, noterai che alcune si asciugano più velocemente e altre impiegano più tempo. Poiché la loro essiccazione è un processo di evaporazione, possiamo utilizzare questo esempio per comprendere le condizioni necessarie per questo.

• La velocità di evaporazione dipende dal tipo di sostanza che viene evaporata, perché ognuna di esse ha caratteristiche uniche che influenzano il tempo necessario affinché le sue molecole entrino completamente in uno stato gassoso. Se lasci aperte 2 bottiglie identiche riempite con la stessa quantità di liquido (in un alcol C2H5OH, nell'altro - acqua H2O), il primo contenitore si svuoterà più velocemente. Poiché, come accennato in precedenza, la temperatura di evaporazione dell'alcol è inferiore, il che significa che evaporerà più velocemente.
• La seconda cosa che influenza l'evaporazione è la temperatura. ambiente e il punto di ebollizione della sostanza vaporizzata. Più alto è il primo e più basso è il secondo, più velocemente il liquido può raggiungerlo e passare allo stato gassoso. Ecco perché, durante alcune reazioni chimiche che comportano l'evaporazione, le sostanze vengono riscaldate in modo speciale.
• Un'altra condizione da cui dipende l'evaporazione è la superficie della sostanza da cui si verifica. Più è grande, più veloce sarà il processo. Considerando vari esempi evaporazione, puoi di nuovo pensare al tè. Spesso viene versato in un piattino a raffreddare. Lì, la bevanda si è raffreddata più velocemente, perché la superficie del liquido è aumentata (il diametro del piattino è maggiore del diametro della tazza).
• E ancora sul tè. È noto un altro modo per raffreddarlo più velocemente: soffiarci sopra. Come si può notare che la presenza del vento (movimento d'aria) è qualcosa da cui dipende anche l'evaporazione. Maggiore è la velocità del vento, più velocemente le molecole liquide si trasformeranno in vapore.
• Influisce anche sulla velocità di evaporazione Pressione atmosferica: più è basso, più velocemente le molecole passano da uno stato all'altro.

Condensazione e desublimazione

Una volta trasformate in vapore, le molecole non smettono di muoversi. In un nuovo stato di aggregazione, iniziano a scontrarsi con le molecole d'aria. Per questo motivo, a volte possono tornare allo stato liquido (condensazione) o solido (desublimazione).

Quando i processi di evaporazione e condensazione (desublimazione) sono equivalenti, si parla di equilibrio dinamico. Se sostanza gassosaè dentro equilibrio dinamico con il suo liquido di composizione simile, si chiama vapore saturo.

L'evaporazione e l'uomo

Considerando vari esempi di evaporazione, non si può non ricordare l'effetto di questo processo sul corpo umano.

Come sapete, a una temperatura corporea di 42,2 ° C, la proteina nelle pieghe del sangue umano, che porta alla morte. Il corpo umano può riscaldarsi non solo a causa di un'infezione, ma anche durante l'esecuzione di lavori fisici, attività sportive o durante la permanenza in una stanza calda.

Il corpo riesce a mantenere una temperatura accettabile per la vita normale, grazie al sistema di autoraffreddamento - sudorazione. Se la temperatura corporea aumenta, il sudore viene rilasciato attraverso i pori della pelle e quindi evapora. Questo processo aiuta a "bruciare" l'energia in eccesso e aiuta a raffreddare il corpo ea normalizzarne la temperatura.

A proposito, questo è il motivo per cui non dovresti credere incondizionatamente alle pubblicità che presentano il sudore come il principale disastro. società moderna e prova a vendere a compratori ingenui ogni sorta di sostanza per sbarazzarsene. È impossibile far sudare di meno il corpo senza disturbarne il normale funzionamento, e un buon deodorante può solo mascherare l'odore sgradevole del sudore. Pertanto, utilizzando antitraspiranti, varie polveri e polveri, puoi causare danni irreparabili al corpo. Dopotutto, queste sostanze ostruiscono i pori o restringono i dotti escretori delle ghiandole sudoripare, il che significa che privano il corpo della capacità di controllarne la temperatura. Nei casi in cui sia ancora necessario l'uso di antitraspiranti, dovresti prima consultare il tuo medico.

Il ruolo dell'evaporazione nella vita vegetale

Come sai, non solo una persona contiene il 70% di acqua, ma anche le piante e alcune, come i ravanelli, sono il 90% di acqua. Pertanto, anche l'evaporazione è importante per loro.

L'acqua è una delle principali fonti di sostanze utili (e anche nocive) che entrano nel corpo della pianta. Tuttavia, affinché queste sostanze possano essere assorbite, è necessario luce del sole. Ma nelle giornate calde, il sole non solo può riscaldare la pianta, ma anche surriscaldarla, distruggendola.

Per evitare che ciò accada, i rappresentanti della flora sono in grado di raffreddarsi da soli (simile a processo umano sudorazione). In altre parole, se surriscaldate, le piante evaporano l'acqua e quindi si raffreddano. Pertanto, tanta attenzione viene prestata all'irrigazione di giardini e frutteti in estate.

Come viene utilizzata l'evaporazione nell'industria ea casa

Per l'industria chimica e alimentare l'evaporazione è un processo indispensabile. Come accennato in precedenza, non solo aiuta a disidratare molti prodotti (fa evaporare l'umidità da essi), aumentandone la durata; ma aiuta anche a produrre prodotti dietetici ideali (meno peso e calorie, con un maggior contenuto di nutrienti).

Inoltre, l'evaporazione (soprattutto la sublimazione) viene utilizzata per purificare varie sostanze.

Un altro campo di applicazione è l'aria condizionata.

Non dimenticare la medicina. Dopotutto, anche il processo di inalazione (inalazione di vapore saturo di preparati medicinali) si basa sul processo di evaporazione.

Fumi pericolosi

Tuttavia, come ogni processo, ha anche i suoi aspetti negativi. Dopotutto, non solo le sostanze utili, ma anche quelle mortali possono trasformarsi in vapore ed essere inalate da persone e animali. E la cosa più triste è che sono invisibili, il che significa che una persona non sempre sa di essere stata esposta a una tossina. Ecco perché vale la pena evitare di rimanere senza maschere e tute protettive nelle fabbriche e nelle imprese che lavorano con sostanze pericolose.

Sfortunatamente, i fumi nocivi possono anche nascondersi in casa. Dopotutto, se mobili, carta da parati, linoleum o altri oggetti sono realizzati con materiali economici con violazioni della tecnologia, sono in grado di rilasciare tossine nell'aria, che gradualmente "avveleneranno" i loro proprietari. Pertanto, al momento dell'acquisto di qualsiasi cosa, vale la pena guardare il certificato di qualità dei materiali con cui è realizzato.

studente di grado 9 B Chernyshova Christina MBOU scuola secondaria n. 27 di Stavropol.

L'argomento di questo lavoro di ricerca- studio della dipendenza della velocità di evaporazione dalle diverse condizioni esterne. Questo problema rimane rilevante in vari campi tecnologici e nella natura che ci circonda. Basti pensare che il ciclo dell'acqua in natura avviene attraverso le fasi di evaporazione e condensazione bulk. Dal ciclo dell'acqua, a loro volta, dipendono fenomeni così importanti come l'impatto solare sul pianeta o semplicemente la normale esistenza degli esseri viventi in generale.

Ipotesi: la velocità di evaporazione dipende dal tipo di sostanza, dalla superficie del liquido e dalla temperatura dell'aria, dalla presenza di correnti d'aria in movimento al di sopra della sua superficie.

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BILANCIO COMUNALE ISTITUTO EDUCATIVO GENERALE

SCUOLA DI EDUCAZIONE SECONDARIA № 27

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"Evaporazione e fattori che influenzano questo processo"

Completato da: studente di grado 9 B

Chernyshova Cristina.

Insegnante: Vetrova L.I.

Stavropol

2013

I. Introduzione………………………………………………………………………....…….3

II Parte teorica…………………………………...……………………………….4

1.Disposizioni di base della teoria cinetica molecolare…………………4

2. Temperatura………………………………………………………………..………...6

3. Caratteristica stato liquido sostanze………………………………..... 7

4. Energia interna ………………………………………………………….……..8

5. Evaporazione…………………………………………………………………………..10

III.Parte di ricerca…………………………………..…………………..14

IV. Conclusione…………………………………………………………………….…..21

V. Letteratura…………………………………………………………………………….22

introduzione

L'argomento di questo lavoro di ricerca è lo studio della dipendenza della velocità di evaporazione dalle diverse condizioni esterne. Questo problema rimane rilevante in vari campi tecnologici e nella natura che ci circonda. Basti pensare che il ciclo dell'acqua in natura avviene attraverso le fasi di evaporazione e condensazione bulk. Dal ciclo dell'acqua, a loro volta, dipendono fenomeni così importanti come l'impatto solare sul pianeta o semplicemente la normale esistenza degli esseri viventi in generale.

L'evaporazione è ampiamente utilizzata nella pratica industriale per sostanze detergenti, materiali di essiccazione, separazione di miscele liquide e condizionamento dell'aria. Il raffreddamento evaporativo dell'acqua viene utilizzato nei sistemi di approvvigionamento idrico di circolazione delle imprese.

Nei motori a carburatore e diesel, la distribuzione dimensionale delle particelle di carburante determina la velocità della loro combustione e quindi il processo di funzionamento del motore. Le nebbie di condensazione non sono solo vapore acqueo formato durante la combustione di vari combustibili, ma si formano molti nuclei di condensazione, che possono fungere da centri di condensazione per altri vapori. Questi processi complessi determinano l'efficienza dei motori e le perdite di carburante. Il raggiungimento dei migliori risultati nello studio di questi fenomeni potrebbe servire come informazione per il movimento del progresso tecnico nel nostro Paese.

così , lo scopo di questo lavoro- indagare la dipendenza della velocità di evaporazione da vari fattori ambientali e, utilizzando grafici e attente osservazioni, rilevare pattern.

Ipotesi : la velocità di evaporazione dipende dal tipo di sostanza, dalla superficie del liquido e dalla temperatura dell'aria, dalla presenza di correnti d'aria in movimento al di sopra della sua superficie.

Durante lo studio, abbiamo utilizzato vari strumenti semplici, come un termometro, risorse Internet e altra letteratura.

II parte teorica.

1. Principali disposizioni della teoria cinetica molecolare

Le proprietà delle sostanze presenti in natura e nella tecnologia sono diverse e diverse: il vetro è trasparente e fragile, mentre l'acciaio è elastico e opaco, il rame e l'argento sono buoni conduttori di calore ed elettricità, mentre la porcellana e la seta sono cattivi, ecc.

Cos'è struttura interna qualche sostanza? È solido (continuo) o ha una struttura granulare (discreta) simile a quella di un cumulo di sabbia?

La questione della struttura della materia è stata sollevata Grecia antica, tuttavia, la mancanza di dati sperimentali ne rese impossibile la soluzione, e per molto tempo (oltre due millenni) non fu possibile verificare le brillanti ipotesi sulla struttura della materia, espresse dagli antichi pensatori greci Leucippo e Democrito (460- 370 aC), che insegnava che Tutto in natura è costituito da atomi in continuo movimento. Il loro insegnamento fu successivamente dimenticato e già nel medioevo la materia era considerata continua e il cambiamento, lo stato dei corpi veniva spiegato con l'aiuto di liquidi senza peso, ognuno dei quali personificato certa proprietà materia e potrebbero entrambi entrare nel corpo e lasciarlo. Ad esempio, si credeva che l'aggiunta di calorie al corpo ne provocasse il riscaldamento, al contrario, il raffreddamento del corpo avviene a causa del deflusso di calorie, ecc.

A metà del XVII secolo. lo scienziato francese P. Gassendi (1592-1655) tornò alle opinioni di Democrito. Credeva che in natura ci fossero sostanze che non possono essere scomposte in componenti più semplici. Tali sostanze sono ora chiamate elementi chimici, ad esempio, idrogeno, ossigeno, rame, ecc. Secondo Gassendi, ogni elemento è costituito da atomi di un certo tipo.

Ci sono relativamente pochi elementi diversi in natura, ma i loro atomi, quando combinati in gruppi (potrebbero esserci atomi identici tra loro), danno la particella più piccola di un nuovo tipo di sostanza: una molecola. A seconda del numero e del tipo di atomi in una molecola si ottengono sostanze con diverse proprietà.

Nel XVIII sec. apparvero le opere di M. V. Lomonosov, che posero le basi della teoria cinetica molecolare della struttura della materia. Lomonosov si batté risolutamente per l'espulsione dalla fisica dei liquidi senza peso come il calorico, così come gli atomi del freddo, dell'olfatto, ecc., Che erano ampiamente usati in quel momento per spiegare i fenomeni corrispondenti. Lomonosov ha dimostrato che tutti i fenomeni sono naturalmente spiegati dal movimento e dall'interazione delle molecole della materia. - | All'inizio del XIX secolo, lo scienziato inglese D. Dalton (1766-1844) dimostrò che, utilizzando solo i concetti di atomi e molecole, è possibile derivare e spiegare leggi chimiche note dagli esperimenti. Quindi, ha scientificamente dimostrato struttura molecolare sostanze. Dopo il lavoro di Dalton, l'esistenza di atomi e molecole è stata riconosciuta dalla stragrande maggioranza degli scienziati.

Entro l'inizio del XX secolo. sono state misurate le dimensioni, le masse e le velocità di movimento delle molecole della materia, è stata chiarita la disposizione dei singoli atomi nelle molecole, in una parola, è stata finalmente completata la costruzione della teoria cinetico-molecolare della struttura della materia, le conclusioni di che sono stati confermati da molti esperimenti.

Le disposizioni principali di questa teoria sono le seguenti:

1) qualsiasi sostanza è costituita da molecole, tra le quali ci sono spazi intermolecolari;

2) le molecole sono sempre in continuo movimento casuale (caotico);

3) tra le molecole agiscono sia le forze attrattive che quelle repulsive. Queste forze dipendono dalla distanza tra le molecole. Hanno un valore significativo solo a distanze molto piccole e diminuiscono rapidamente man mano che le molecole si allontanano l'una dall'altra. La natura di queste forze è elettrica.

2. Temperatura.

Se tutti i corpi sono costituiti da molecole in movimento continuo e casuale, quale sarà il cambiamento nella velocità di movimento delle molecole, cioè la loro energia cinetica, e quali sensazioni causeranno questi cambiamenti in una persona? Si scopre che il cambiamento nell'energia cinetica media del movimento traslatorio delle molecole è associato al riscaldamento o al raffreddamento dei corpi.

Spesso una persona determina il calore del corpo al tatto, ad esempio toccando un radiatore di riscaldamento con una mano, diciamo: il radiatore è freddo, caldo o caldo. Tuttavia, determinare il calore del corpo al tatto è spesso fuorviante. Quando in inverno una persona tocca con la mano un corpo di legno e metallo, gli sembra di sì oggetto di metallo più freddo della legna, anche se in realtà il loro riscaldamento è lo stesso. Pertanto, è necessario stabilire un valore che valuti oggettivamente il riscaldamento del corpo e creare uno strumento per misurarlo.

Il valore che caratterizza il grado di riscaldamento del corpo è chiamato temperatura. Uno strumento per misurare la temperatura è chiamato termometro. L'azione dei termometri più comuni si basa sull'espansione dei corpi quando riscaldati e sulla contrazione quando sono raffreddati. Quando due corpi con diverse temperature entrano in contatto, l'energia viene scambiata tra i corpi. In questo caso, un corpo più riscaldato (con una temperatura elevata) perde energia e un corpo meno riscaldato (con una temperatura bassa) la guadagna. Tale scambio di energia tra i corpi porta all'equalizzazione delle loro temperature e termina quando le temperature dei corpi diventano uguali.

La sensazione di calore in una persona si verifica quando riceve energia dai corpi circostanti, cioè quando la loro temperatura è superiore alla temperatura di una persona. La sensazione di freddo è associata al rilascio di energia da parte di una persona ai corpi circostanti. Nell'esempio sopra, un corpo di metallo sembra più freddo per una persona rispetto a uno di legno, perché l'energia dalla mano viene trasferita ai corpi di metallo più velocemente che a quelli di legno, e nel primo caso la temperatura della mano scende più velocemente.

3. Caratteristiche dello stato liquido della materia.

Le molecole di un liquido per un certo tempo t oscillano attorno a una posizione di equilibrio sorta casualmente, quindi saltano in una nuova posizione. Il tempo durante il quale la molecola oscilla attorno alla posizione di equilibrio è chiamato tempo di "vita stabilizzata" della molecola. Dipende dal tipo di liquido e dalla sua temperatura. Quando il liquido viene riscaldato, il tempo di "vita stabilizzata" diminuisce.

Se un volume sufficientemente piccolo è isolato in un liquido, durante il periodo della "vita stabilizzata" viene preservata la disposizione ordinata delle molecole liquide, cioè c'è una somiglianza con il reticolo cristallino dei solidi. Tuttavia, se consideriamo la disposizione delle molecole liquide l'una rispetto all'altra in un grande volume di liquido, allora risulta essere caotico.

Pertanto, possiamo dire che in un liquido c'è un "ordine a corto raggio" nella disposizione delle molecole. La disposizione ordinata delle molecole liquide in piccoli volumi è chiamata quasi cristallina (simile al cristallo). Con effetti a breve termine sul liquido, inferiore al tempo di "vita sedentaria", si riscontra una grande somiglianza delle proprietà del liquido con le proprietà del solido. Ad esempio, con un forte impatto di una piccola pietra con una superficie piana sull'acqua, la pietra rimbalza su di essa, cioè il liquido mostra proprietà elastiche. Se un nuotatore che salta da una torre colpisce la superficie dell'acqua con tutto il suo corpo, sarà gravemente ferito, poiché in queste condizioni il liquido si comporta come un corpo solido.

Se il tempo di esposizione al liquido è più lungo del tempo della "vita sedentaria" delle molecole, viene rilevata la fluidità del liquido. Ad esempio, una persona entra liberamente nell'acqua dalla riva del fiume, ecc. Le caratteristiche principali dello stato liquido sono la fluidità del liquido e la conservazione del volume. La fluidità di un liquido è strettamente correlata al tempo di "vita sedentaria" delle sue molecole. Più breve è questo tempo, maggiore è la mobilità delle molecole liquide, cioè maggiore è la fluidità del liquido e le sue proprietà sono più vicine a quelle di un gas.

Maggiore è la temperatura di un liquido, più le sue proprietà differiscono dalle proprietà di un solido e si avvicinano alle proprietà dei gas densi. Pertanto, lo stato liquido di una sostanza è intermedio tra lo stato solido e gassoso della stessa sostanza.

4. Energia interna

Ogni corpo è una raccolta di un numero enorme di particelle. A seconda della struttura della sostanza, queste particelle sono molecole, atomi o ioni. Ognuna di queste particelle, a sua volta, ne ha abbastanza struttura complessa. Quindi, una molecola è composta da due o più atomi, gli atomi sono costituiti da un nucleo e guscio di elettroni; il nucleo è costituito da protoni e neutroni, ecc.

Le particelle che compongono un corpo sono in continuo movimento; inoltre, interagiscono in un certo modo tra loro.

L'energia interna di un corpo è la somma delle energie cinetiche delle particelle che lo compongono e delle energie della loro interazione reciproca (energie potenziali).

Scopriamo sotto quali processi può cambiare l'energia interna del corpo.

1. Innanzitutto è ovvio che l'energia interna di un corpo cambia quando è deformato. Infatti, la distanza tra le particelle cambia durante la deformazione; di conseguenza, cambia anche l'energia di interazione tra di loro. Solo in un gas ideale, dove le forze di interazione tra le particelle sono trascurate, l'energia interna è indipendente dalla pressione.

2. Cambiamenti energetici interni durante i processi termici. I processi termici sono chiamati processi associati a un cambiamento sia della temperatura del corpo che del suo stato di aggregazione: fusione o solidificazione, evaporazione o condensazione. Quando la temperatura cambia, cambia l'energia cinetica del movimento delle sue particelle. Tuttavia, va sottolineato che allo stesso tempo

anche l'energia potenziale della loro interazione è ridotta (tranne nel caso di un gas rarefatto). Infatti, un aumento o una diminuzione della temperatura è accompagnato da una variazione della distanza tra le posizioni di equilibrio ai nodi del reticolo cristallino del corpo, che registriamo come espansione termica dei corpi. Naturalmente, l'energia di interazione delle particelle cambia in questo caso. Il passaggio da uno stato di aggregazione all'altro è il risultato di un cambiamento nella struttura molecolare del corpo, che provoca un cambiamento sia nell'energia di interazione delle particelle che nella natura del loro movimento.

3. L'energia interna del corpo cambia durante le reazioni chimiche. Infatti, reazioni chimiche sono i processi di riorganizzazione delle molecole, la loro disintegrazione in parti più semplici o, al contrario, l'emergere di molecole più complesse da atomi più semplici o da singoli atomi (reazioni di analisi e sintesi). In questo caso, le forze di interazione tra gli atomi e, di conseguenza, le energie della loro interazione cambiano in modo significativo. Inoltre, cambia la natura sia del movimento delle molecole che dell'interazione tra loro, perché le molecole della sostanza appena sorta interagiscono tra loro in modo diverso rispetto alle molecole delle sostanze originali.

4. In determinate condizioni, i nuclei degli atomi subiscono trasformazioni, che sono chiamate reazioni nucleari. Indipendentemente dal meccanismo dei processi che si verificano in questo caso (e possono essere molto diversi), tutti sono associati a un cambiamento significativo nell'energia delle particelle interagenti. Di conseguenza, le reazioni nucleari sono accompagnate da un cambiamento nell'energia interna del corpo, che include questi nuclei

5. Evaporazione

Il passaggio di una sostanza da uno stato liquido a uno stato gassoso è chiamato vaporizzazione e il passaggio di una sostanza da uno stato gassoso a uno stato liquido è chiamato condensazione.

Un tipo di vaporizzazione è l'evaporazione. L'evaporazione è chiamata vaporizzazione, che avviene solo dalla superficie libera di un liquido adiacente a un mezzo gassoso. Scopriamo come si spiega l'evaporazione sulla base della teoria cinetica molecolare.

Poiché le molecole di un liquido compiono un movimento caotico, tra le molecole del suo strato superficiale ci saranno sempre molecole che si muovono nella direzione dal liquido al mezzo gassoso. Tuttavia, non tutte queste molecole saranno in grado di volare fuori dal liquido, poiché le forze molecolari agiscono su di esse, riportandole nel liquido. Pertanto, solo quelle delle sue molecole che hanno un'energia cinetica sufficientemente grande possono fuoriuscire dallo strato superficiale di un liquido.

Infatti, quando una molecola passa attraverso lo strato superficiale, deve lavorare contro le forze molecolari dovute alla sua energia cinetica. Quelle molecole la cui energia cinetica è inferiore a questo lavoro vengono risucchiate nel liquido e solo quelle molecole la cui energia cinetica è maggiore del lavoro specificato sfuggono dal liquido. Le molecole che fuoriescono dal liquido formano vapore sopra la sua superficie. Poiché le molecole che fuoriescono da un liquido acquisiscono energia cinetica a seguito di collisioni con altre molecole nel liquido, velocità media il movimento casuale delle molecole all'interno del liquido durante la sua evaporazione dovrebbe diminuire. Pertanto, una certa energia deve essere spesa per trasformare la fase liquida di una sostanza in una gassosa. Le molecole di vapore poste sopra la superficie del liquido, durante il loro movimento caotico, possono tornare nel liquido e restituirgli l'energia che hanno portato via durante l'evaporazione. Di conseguenza, durante l'evaporazione, la condensazione del vapore avviene sempre contemporaneamente, accompagnata da un aumento dell'energia interna del liquido.

Quali fattori influenzano la velocità di evaporazione di un liquido?

1. Se versi volumi uguali di acqua, alcol ed etere in piattini identici e osservi la loro evaporazione, si scopre che l'etere evaporerà prima, poi l'alcol e l'ultimo ad evaporare l'acqua. Pertanto, la velocità

L'evaporazione dipende dal tipo di liquido.

2. Lo stesso liquido evapora più velocemente, maggiore è la sua superficie libera. Ad esempio, se si versano uguali quantità di acqua in un piattino e in un bicchiere, l'acqua evaporerà dal piattino più velocemente che dal bicchiere.

3. È facile vederlo acqua calda evapora più velocemente del freddo.

Il motivo è chiaro. Maggiore è la temperatura del liquido, maggiore è l'energia cinetica media delle sue molecole e, di conseguenza, maggiore è il numero di esse che lasciano il liquido nello stesso tempo.

4. Inoltre, la velocità di evaporazione di un liquido è tanto maggiore quanto minore è la pressione esterna sul liquido e minore è la densità di vapore di questo liquido al di sopra della sua superficie.

Ad esempio, quando c'è vento, la biancheria si asciuga più velocemente rispetto a quando non c'è vento, perché il vento porta via il vapore acqueo e aiuta così a ridurre la condensazione del vapore sulla biancheria.

Poiché l'energia viene spesa per l'evaporazione di un liquido a causa dell'energia delle sue molecole, la temperatura del liquido diminuisce durante il processo di evaporazione. Ecco perché la mano inumidita con etere o alcol si raffredda notevolmente. Questo spiega anche la sensazione di freddo in una persona quando esce dall'acqua dopo il bagno in una calda giornata ventosa.

Se il liquido evapora lentamente, a causa dello scambio di calore con i corpi circostanti, la perdita della sua energia viene compensata dall'afflusso di energia dall'ambiente e la sua temperatura rimane effettivamente uguale alla temperatura dell'ambiente. Tuttavia, ad un'elevata velocità di evaporazione del liquido, la sua temperatura può essere significativamente inferiore alla temperatura ambiente. Con l'aiuto di liquidi "volatili", come l'etere, si può ottenere una significativa diminuzione della temperatura.

Notiamo anche che molti solidi, bypassando la fase liquida, può passare direttamente nella fase gassosa. Questo fenomeno è chiamato sublimazione o sublimazione. L'odore dei solidi (es. canfora, naftalene) si spiega con la loro sublimazione (e diffusione). La sublimazione è caratteristica del ghiaccio, ad esempio il bucato si asciuga a temperature inferiori a 0° G.

6. Idrosfera e atmosfera terrestre

1. I processi di evaporazione e condensazione dell'acqua svolgono un ruolo determinante nella formazione delle condizioni meteorologiche e climatiche del nostro pianeta. Su scala globale, questi processi si riducono all'interazione dell'idrosfera e dell'atmosfera terrestre.

L'idrosfera è composta da tutta l'acqua del nostro pianeta in tutte le sue stati di aggregazione; Il 94% dell'idrosfera cade nell'Oceano Mondiale, il cui volume è stimato in 1,4 miliardi di m3. Occupa il 71% dell'intera superficie terrestre, e se la superficie solida della Terra fosse una sfera liscia, l'acqua la ricoprirebbe con uno strato continuo di 2,4 km di profondità; Il 5,4% dell'idrosfera è occupato dalle acque sotterranee, nonché dai ghiacciai, dall'umidità atmosferica e del suolo. E solo lo 0,6% cade sull'acqua dolce di fiumi, laghi e bacini artificiali. Questo chiarisce l'importanza della sicurezza. acqua dolce dall'inquinamento da rifiuti industriali e di trasporto.

2. L'atmosfera terrestre è solitamente suddivisa in più strati, ognuno dei quali ha le sue caratteristiche. Lo strato superficiale inferiore dell'aria è chiamato troposfera. Il suo confine superiore alle latitudini equatoriali corre ad un'altitudine di 16-18 km e alle latitudini polari - ad un'altitudine di 10 km. La troposfera contiene il 90% della massa dell'intera atmosfera, ovvero 4,8 1018 kg. La temperatura nella troposfera diminuisce con l'altezza. Prima di 1 °C ogni 100 m, e poi partendo da un'altezza di 5 km, la temperatura scende a -70 °C.

La pressione e la densità dell'aria sono in costante diminuzione. Lo strato più esterno dell'atmosfera a un'altitudine di circa 1000 km passa gradualmente nello spazio interplanetario.

3. Gli studi hanno dimostrato che ogni giorno circa 7 10 3 km 3 acqua e circa la stessa quantità cade come precipitazione.

Il vapore acqueo, portato via dalle correnti d'aria ascendenti, sale verso l'alto, cadendo negli strati freddi della troposfera. Man mano che sale, il vapore si satura e poi si condensa per formare gocce di pioggia e nuvole.

Nel processo di condensazione del vapore in atmosfera, in media, la quantità di calore rilasciata al giorno è di 1,6 10 22 J, che è decine di migliaia di volte maggiore dell'energia generata sul pianeta Terra nello stesso periodo. Questa energia viene assorbita dall'acqua mentre evapora. Così, tra l'idrosfera e l'atmosfera terrestre c'è un continuo scambio non solo di materia (il ciclo dell'acqua), ma anche di energia.

III. PARTE DI RICERCA.

Per studiare i processi di evaporazione e determinare la dipendenza della velocità di evaporazione dalle varie condizioni, sono stati effettuati numerosi esperimenti.

Esperimento 1 Indagine sulla dipendenza della velocità di evaporazione dalla temperatura dell'aria.

Materiali: Lastre di vetro, 3% soluzione di perossido idrogeno, olio vegetale, alcool, acqua, cronometro, termometro, frigorifero.

Avanzamento dell'esperimento:Usando una siringa, applichiamo sostanze su lastre di vetro e osserviamo l'evaporazione delle sostanze.

Volume alcolico 0,5 10 -6 m 3

Temperatura dell'aria: +24.

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 3 ore per la completa evaporazione del liquido;

Acqua. Volume 0,5 10 -6 m 3

Temperatura dell'aria: +24.

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 5 ore per far evaporare completamente il liquido;

Soluzione di perossido di idrogeno. Volume 0,5 10 -6 m 3

Temperatura dell'aria: +24.

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 8 ore per la completa evaporazione del liquido;

Olio vegetale. Volume 0,5 10 -6 m 3

Temperatura dell'aria: +24.

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 40 ore per la completa evaporazione del liquido;

Cambiamo la temperatura dell'aria. Mettiamo i bicchieri in frigorifero.

Alcool. Volume 0,5 10 -6 m 3

Temperatura dell'aria: +6.

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 8 ore per la completa evaporazione del liquido;

Acqua. Volume 0,5 10 -6 m 3

Temperatura dell'aria: +6.

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 10 ore per la completa evaporazione del liquido;

Soluzione di perossido di idrogeno. Volume 0,5 10 -6 m 3

Temperatura dell'aria: +6.

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 15 ore per far evaporare completamente il liquido;

Olio vegetale. Volume 0,5 10 -6 m 3

Temperatura dell'aria: +6

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 72 ore per la completa evaporazione del liquido;

Produzione: Secondo i risultati dello studio, si può notare che a temperature diverse, il tempo necessario per l'evaporazione delle stesse sostanze è diverso. Per lo stesso liquido, il processo di evaporazione procede molto più velocemente con più alta temperatura. Ciò dimostra la dipendenza del processo in studio da questo parametro fisico. Al diminuire della temperatura, aumenta la durata del processo di evaporazione e viceversa.

Esperimento 2 . Indagine sulla dipendenza della velocità del processo di evaporazione dalla superficie del liquido.

Obbiettivo: Indagare la dipendenza del processo di evaporazione dalla superficie del liquido.

Materiali: Acqua, alcool, orologio, siringa medica, lastre di vetro, righello.

Avanzamento dell'esperimento:Misuriamo la superficie usando la formula: S=P·D 2 :4.

Usando una siringa, applichiamo diversi liquidi sulla piastra, diamogli la forma di un cerchio e osserviamo il liquido fino a quando non evapora completamente. La temperatura dell'aria nella stanza rimane invariata (+24)

Alcool. Volume 0,5 10 -6 m 3

Superficie: 0,00422 m 2

Il risultato dell'esperimento: ci volle 1 ora per far evaporare completamente il liquido;

Acqua. Volume 0,5 10 -6 m 3

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 2 ore per far evaporare completamente il liquido;

Soluzione di perossido di idrogeno. Volume 0,5 10 -6 m 3

Superficie: 0,00422 m 2

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 4 ore per la completa evaporazione del liquido;

Olio vegetale. Volume 0,5 10 -6 m 3

Superficie: 0,00422 m 2

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 30 ore per la completa evaporazione del liquido;

Cambiamo le condizioni. Osserviamo l'evaporazione degli stessi liquidi con una superficie diversa.

Alcool. Volume 0,5 10 -6 m 3

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 3 ore per la completa evaporazione del liquido;

Acqua. Volume 0,5 10 -6 m 3

Superficie: 0,00283 m 2

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 4 ore per la completa evaporazione del liquido;

Soluzione di perossido di idrogeno. Volume 0,5 10 -6 m 3

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 6 ore per la completa evaporazione del liquido;

Olio vegetale. Volume 0,5 10 -6 m 3

Superficie 0,00283 m 2

Il risultato dell'esperimento: ci sono volute 54 ore perché il liquido evaporasse completamente;

Produzione: Dai risultati dello studio ne consegue che da recipienti di diversa superficie l'evaporazione avviene per tempi diversi. Come si può vedere dalle misurazioni, questo liquido evapora più velocemente da un recipiente con una superficie maggiore, il che dimostra la dipendenza del processo in studio da questo parametro fisico. Al diminuire della superficie aumenta la durata del processo di evaporazione e viceversa.

Esperimento 3 Indagine sulla dipendenza del processo di evaporazione dal tipo di sostanza.

Obbiettivo: Indagare la dipendenza del processo di evaporazione dal tipo di liquido.

Dispositivi e materiali:Acqua, alcool, olio vegetale, soluzione di perossido di idrogeno, orologio, siringa medica, lastre di vetro.

Lo stato di avanzamento dell'esperimento.Con l'aiuto di una siringa, applichiamo vari tipi di liquido sulle piastre e osserviamo il processo fino alla completa evaporazione. La temperatura dell'aria rimane invariata. Le temperature dei liquidi sono le stesse.

I risultati degli studi sulla differenza tra l'evaporazione di alcol, acqua, perossido di idrogeno al 3%, olio vegetale, otteniamo dai dati di studi precedenti.

Produzione: Liquidi diversi richiedono diverse quantità di tempo per evaporare completamente. Dai risultati si può vedere che il processo di evaporazione procede più velocemente per alcol e acqua e più lento per olio vegetale, cioè serve come prova della dipendenza del processo di evaporazione dal parametro fisico: il tipo di sostanza.

Esperimento 4 Indagine sulla dipendenza della velocità di evaporazione del liquido dalla velocità masse d'aria.

Obbiettivo: studiare la dipendenza della velocità del processo di evaporazione dalla velocità del vento.

Dispositivi e materiali:Acqua, alcool, olio vegetale, soluzione di perossido di idrogeno, orologio, siringa medica, lastre di vetro, asciugacapelli.

Processo lavorativo. Creiamo un movimento artificiale delle masse d'aria con l'aiuto di un asciugacapelli, osserviamo il processo, attendiamo che il liquido sia completamente evaporato. L'asciugacapelli ha due modalità: modalità semplice, modalità turbo.

In caso di modalità semplice:

Alcool. Volume: 0,5 10 -6 m 3

Superficie: 0,00283 m 2 Il risultato dell'esperimento: ci sono voluti circa 2 minuti per far evaporare completamente il liquido;

Acqua. Volume 0,5 10 -6 m 3

Superficie: 0,00283 m 2

Il risultato dell'esperimento: ci sono voluti circa 4 minuti per far evaporare completamente il liquido;

Soluzione di perossido di idrogeno. Volume: 0,5 10 -6 m 3

Superficie: 0,00283 m 2

Il risultato dell'esperimento: ci sono voluti circa 7 minuti per far evaporare completamente il liquido;

Olio vegetale. Volume: 0,5 10 -6 m 3

Superficie: 0,00283 m 2 Il risultato dell'esperimento: ci sono voluti circa 10 minuti per far evaporare completamente il liquido;

In caso di modalità turbo:

Alcool. Volume: 0,5 10 -6 m 3

Superficie: 0,00283 m 2 Il risultato dell'esperimento: ci è voluto circa 1 minuto per far evaporare completamente il liquido;

Acqua. Volume: 0,5 10 -6 m 3

Superficie: 0,00283 m 2

Il risultato dell'esperimento: ci sono voluti circa 3 minuti per far evaporare completamente il liquido;

Soluzione di perossido di idrogeno. Volume: 0,5 10 -6 m 3

Superficie: 0,00283 m 2 Il risultato dell'esperimento: ci sono voluti circa 5 minuti per far evaporare completamente il liquido;

Olio vegetale. Volume: 0,5 10 -6 m 3

Superficie: 0,00283 m 2

Il risultato dell'esperimento: ci sono voluti circa 8 minuti per far evaporare completamente il liquido;

Produzione: Il processo di evaporazione dipende dalla velocità di movimento delle masse d'aria sulla superficie del liquido. Maggiore è la velocità, più veloce è il processo e viceversa.

Pertanto, gli studi hanno dimostrato che l'intensità dell'evaporazione di un liquido è diversa per liquidi diversi e aumenta con l'aumento della temperatura del liquido, l'aumento della sua superficie libera e la presenza di vento sulla sua superficie.

Conclusione.

Come risultato del lavoro, abbiamo studiato varie fonti informazioni sul processo di evaporazione e le sue condizioni. Vengono determinati i parametri fisici che influenzano la velocità del processo di evaporazione. È stata studiata la dipendenza del corso del processo di evaporazione dai parametri fisici ed è stata effettuata l'analisi dei risultati ottenuti. L'ipotesi formulata si è rivelata corretta. Le ipotesi teoriche sono state confermate nel corso della ricerca: la dipendenza della velocità del processo di evaporazione dai parametri fisici è la seguente:

Con un aumento della temperatura del liquido, aumenta la velocità del processo di evaporazione e viceversa;

Con una diminuzione dell'area della superficie libera del liquido, la velocità del processo di evaporazione diminuisce e viceversa;

La velocità del processo di evaporazione dipende dal tipo di liquido.

Pertanto, il processo di evaporazione dei liquidi dipende da parametri fisici come temperatura, superficie libera e tipo di sostanza.

Questo lavoro ha valore pratico, poiché esplora la dipendenza dall'intensità dell'evaporazione, un fenomeno che incontriamo Vita di ogni giorno, su parametri fisici. Usando questa conoscenza, puoi controllare il corso del processo.

Letteratura

Pinsky AA, Grakovsky G.Yu Fisica: libro di testo per studenti di istituzioni

Istruzione professionale secondaria / Sotto il totale. ed. Yu.I. Dika, NS Purysheva.-M.: FORUM: INFRA_M, 2002.-560 p.

Milkovskaya LB Ripetiamo la fisica Libro di testo per i candidati alle università M., "Scuola superiore", 1985.608 p.

Risorse Internet:http://en.wikipedia.org/wiki/;

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

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

Manuale di fisica G.Ya. Myakishev "Termodinamica"

Il processo più interessante che avviene sul nostro pianeta è il processo. Dopotutto, il ciclo dell'acqua in natura è una massa di diversi stati di transizione dell'acqua, che passano dolcemente l'uno nell'altro e, nel complesso, costituiscono un circolo vizioso. Puoi ricordarne molti esempi interessanti, che aiuterà a valutare la capacità dell'acqua di muoversi sul pianeta, perché le masse d'aria con gocce d'acqua si muovono costantemente e continuamente il globo. Cioè, cadere a terra è costantemente diverso. Anche in questo si può notare l'unicità dell'acqua. Ma diamo un'occhiata al processo di evaporazione in modo più dettagliato.

Un po' di fisica

Acqua a qualsiasi temperatura. A differenza dell'ebollizione, dove le molecole d'acqua lasciano la massa totale del liquido a causa della loro energia cinetica, l'evaporazione avviene "volontariamente". Cioè, l'energia cinetica è piccola, ma la separazione avviene a causa di un leggero eccesso. Come meno differenza temperatura dell'acqua e dell'aria circostante, meno molecole d'acqua andranno nell'aria. Naturalmente, una spiegazione sulle dita non può sempre mostrare con precisione cosa sta succedendo esattamente con l'acqua durante tali periodi, ma vale la pena notare il fatto che sono alcuni aspetti dell'evaporazione che aiutano una persona a vivere più facilmente.

Ad esempio, calcolare la superficie di un liquido che deve raffreddarsi ti aiuterà a stimare quanto tempo impiegherà l'acqua a raffreddarsi. Ad esempio, l'acqua in una tazza si raffredderà più lentamente dell'acqua in un piatto. E tutto a causa del fatto che l'area è più grande. Dopotutto, il numero di molecole che, in media, si staccano dalla massa totale dell'acqua è lo stesso per unità di area. Ciò significa che più grande è l'area, più molecole "volano fuori" dall'acqua e, insieme all'energia cinetica media, sottraggono anche la temperatura del liquido. Difficile? Cosa fare, questa è la descrizione fisica del processo di evaporazione. E contiene molti segreti.

Parametri, evaporazione dell'acqua

La particolarità dell'evaporazione è che il calcolo della superficie può mostrare non solo la velocità di raffreddamento del liquido, ma anche la velocità con cui qualcosa che si trova sopra l'umidità è saturo di umidità. Inoltre, ce n'è anche uno punto importante. Il calcolo della superficie del liquido che evapora nella stanza mostra in quanto tempo si può ottenere una certa umidità. E sebbene il risultato finale sia composto da diversi parametri, quello principale (velocità di evaporazione) può essere ottenuto solo calcolando la superficie.

Cos'altro può influenzare l'evaporazione dell'acqua? Certo, l'umidità. Calcolo della superficie dell'acqua, differenza di temperatura e valore numerico dell'umidità. Tutti questi parametri, moltiplicati per un certo coefficiente, daranno il risultato stesso in cui la stanza viene riempita con la giusta quantità di umidità senza troppi sforzi. Maggiore è la differenza di parametri, maggiore sarà l'evaporazione. Se l'umidità nella stanza è vicina al 100%, non dovresti aspettare l'evaporazione: le molecole d'acqua nell'aria satura semplicemente non hanno un posto dove andare.

Quali sono le superfici

Quindi, passiamo a quello che può essere chiamato il calcolo della superficie. Questa è la ricerca della superficie di un liquido, che in attualmente evapora. E tutti i liquidi evaporano senza eccezioni. Per questo calcolo vengono utilizzate formule planimetriche classiche della geometria. Ovali, cerchi, quadrati e rettangoli. Considerando che i contenitori per liquidi possono avere un aspetto completamente diverso, vale la pena avere a magazzino un numero sufficiente di formule per eseguire calcoli matematici.

Se si conosce l'area, è possibile determinare facilmente la velocità e il grado di evaporazione. Pertanto, per coloro che sono fiduciosi nei benefici dell'umidità interna, questo è molto importante. Usa le formule, calcola la superficie e crea un clima unico nel tuo appartamento.