Температура випаровування. Молекулярна фізика Випаровування та конденсація. Дивитись відео фільм «Що відбувається під час випаровування води з відкритих поверхонь»

Випаровування рідини відбувається за будь-якої температури і тим швидше, чим вища температура, більше площавільної поверхні рідини, що випаровується, і швидше видаляються пари, що утворилися над рідиною.

При певній певній температурі, яка залежить від природи рідини і тиску, під яким вона знаходиться, починається пароутворення у всій масі рідини. Цей процес називається кипінням.

Це процес інтенсивного пароутворення як зі вільної поверхні, а й у обсязі рідини. В об'ємі утворюються бульбашки, заповнені насиченою парою. Вони піднімаються вгору під дією сили, що виштовхує, і розриваються на поверхні. Центрами їх утворення є дрібні бульбашки сторонніх газів або частинок різних домішок.

Якщо бульбашка має розміри порядку декількох міліметрів і більше, то другим доданком можна знехтувати і, отже, для великих бульбашок при постійному зовнішньому тиску рідина закипає, коли тиск насиченої пари в бульбашках стає рівним зовнішньому тиску.

Внаслідок хаотичного руху над поверхнею рідини молекула пари, потрапляючи у сферу дії молекулярних сил, знову повертається у рідину. Цей процес називається конденсацією.

Випаровування та кипіння

Випаровування та кипіння – це два способи переходу рідини в газ (пар). Сам процес такого переходу називається пароутворенням. Тобто випаровування та кипіння – це способи пароутворення. Між цими двома способами є суттєві відмінності.

Випаровування відбувається тільки з поверхні рідини. Воно є результатом того, що молекули будь-якої рідини постійно переміщуються. Причому швидкість молекул різна. Молекули з досить великою швидкістю, опинившись на поверхні, можуть подолати силу тяжіння інших молекул і опинитися у повітрі. Молекули води, що знаходяться окремо в повітрі, таки утворюють пару. Побачити очима пару неможливо. Те, що ми бачимо, як водяний туман, це вже результат конденсації (зворотний процес пароутворення), коли при охолодженні пар збирається у вигляді дрібних крапельок.

В результаті випаровування сама рідина охолоджується, оскільки її залишають найбільш швидкі молекули. Як відомо, температура визначається швидкістю руху молекул речовини, тобто їх кінетичною енергією.

Швидкість випаровування залежить від багатьох причин. По-перше, вона залежить від температури рідини. Чим температура вища, тим випаровування швидше. Це зрозуміло, оскільки молекули рухаються швидше, отже, їм легше вирватися із поверхні. Швидкість випаровування залежить від речовини. В одних речовин молекули притягуються сильніше, а отже, важче вилітають, а в інших – слабше, а отже, легше залишають рідину. Випаровування також залежить від площі поверхні, насиченості повітря пором, вітру.

Найголовніше, що відрізняє випаровування від кипіння, це те, що випаровування протікає за будь-якої температури, і воно протікає тільки з поверхні рідини.

На відміну від випаровування, кипіння протікає лише за певної температури. Для кожної речовини, що знаходиться в рідкому стані, характерна температура кипіння. Наприклад, вода за нормального атмосферного тиску кипить при 100 °C, а спирт при 78 °C. Однак із зниженням атмосферного тиску температура кипіння всіх речовин трохи знижується.

При кипінні з води виділяється розчинене у ній повітря. Оскільки посудину зазвичай нагрівають знизу, то в нижніх шарах води температура виявляється вищою, і бульбашки спочатку утворюються саме там. У ці бульбашки випаровується вода, і вони насичуються водяною парою.

Оскільки бульбашки легші за саму воду, то вони піднімаються вгору. Через те, що верхні шари води не прогрілися до температури кипіння, бульбашки остигають і пара в них назад конденсується у воду, бульбашки стають важчими і знову опускаються.

Коли всі шари рідини прогріваються до температури кипіння, бульбашки вже не опускаються, а піднімаються на поверхню і лопаються. Пара з них опиняється у повітрі. Таким чином, при кипінні процес пароутворення відбувається не на поверхні рідини, а по всій її товщі у бульбашках повітря, що утворюються. На відміну від випаровування, кипіння можливе лише за певної температури.

Слід розуміти, що коли рідина кипить, відбувається і звичайне випаровування з її поверхні.

Від чого залежить швидкість випаровування рідини?

Мірою швидкості випаровування є кількість речовини, що летить в одиницю часу з одиниці вільної поверхні рідини. Англійський фізик і хімік Д. Дальтон початку XIXв. знайшов, що швидкість випаровування пропорційна різниці між тиском насиченої пари при температурі рідини, що випаровується, і дійсним тиском тієї реальної пари, яка над рідиною є. Якщо рідина та пара перебувають у рівновазі, то швидкість випаровування дорівнює нулю. Точніше, воно відбувається, але з тією ж швидкістю відбувається і зворотний процес. конденсація(Перехід речовини з газоподібного або пароподібного стану в рідкий). Швидкість випаровування залежить також від того, відбувається воно в спокійній атмосфері або рухомій; швидкість його збільшується, якщо пар, що утворюється, здувається потоком повітря або відкачується насосом.

Якщо випаровування походить з рідкого розчину, то різні речовини випаровуються з різною швидкістю. Швидкість випаровування цієї речовини зменшується зі збільшенням тиску сторонніх газів, наприклад повітря. Тому випаровування у порожнечу відбувається з найбільшою швидкістю. Навпаки, додаючи в посудину сторонній, інертний газ, можна дуже сповільнити випаровування.

Іноді випаром називають також сублімацію, або сублімацію, тобто перехід твердої речовини в газоподібний стан. Майже всі їхні закономірності справді схожі. Теплота сублімації більша за теплоту випаровування приблизно на теплоту плавлення.

Отже, швидкість випаровування залежить від:

1. Роду рідини. Швидше випаровується та рідина, молекули якої притягуються одна до одної з меншою силою. Адже в цьому випадку подолати тяжіння та вилетіти з рідини може більша кількістьмолекул.
2. Випаровування відбувається тим швидше, що вища температура рідини. Чим вище температура рідини, тим більше в ній число молекул, що швидко рухаються, здатних подолати сили тяжіння навколишніх молекул і вилетіти з поверхні рідини.
3. Швидкість випаровування рідини залежить від площі поверхні. Ця причина пояснюється тим, що рідина випаровується з поверхні, і чим більша площа поверхні рідини, тим більше молекул одночасно вилітає з неї в повітря.
4. Випаровування рідини відбувається швидше за вітру. Одночасно з переходом молекул із рідини в пару відбувається і зворотний процес. Безладно рухаючись над поверхнею рідини, частина молекул, що залишили її, знову до неї повертається. Тому маса рідини у закритій посудині не змінюється, хоча рідина продовжує випаровуватися.

Висновки

Ми говоримо, що вода випаровується. Але що це означає? Випаровування - це процес, при якому рідина на повітрі швидко стає газом або парою. Багато рідин випаровуються дуже швидко, набагато швидше, ніж вода. Це стосується алкоголю, бензину, нашатирного спирту. Деякі рідини, наприклад, ртуть, випаровуються дуже повільно.

Чому відбувається випаровування? Щоб зрозуміти це, треба дещо уявляти про природу матерії. Наскільки ми знаємо, кожна речовина складається із молекул. Дві сили впливають на ці молекули. Одна з них – зчеплення, яке притягує їх одне до одного. Інша – це тепловий рух окремих молекул, що змушує їх розлітатися.

Якщо сила зчеплення вища, речовина залишається у твердому стані. Якщо ж тепловий рух настільки сильний, що він перевершує зчеплення, то речовина стає або є газом. Якщо дві сили приміряло врівноважені, тоді ми маємо рідину.

Вода, звісно, ​​є рідиною. Але на поверхні рідини є молекули, які рухаються настільки швидко, що долають силу зчеплення та відлітають у простір. Процес вильоту молекул і називається випаровуванням.

Чому вода випаровується швидше, коли вона перебуває на сонці чи нагрівається? Чим вища температура, тим інтенсивніший тепловий рух у рідині. Це означає, що дедалі більше молекул набирає достатню швидкість, щоб полетіти. Коли відлітають найшвидші молекули, швидкість молекул, що залишилися, в середньому сповільнюється. Чому рідина, що залишається, охолоджується за рахунок випаровування.

Отже, коли вода висихає, це означає, що вона перетворилася на газ чи пару і стала частиною повітря.

Якщо залишити незакритим посудину з водою, через деякий час вода випарується. Якщо зробити той самий досвід з етиловим спиртом чи бензином, процес відбувається дещо швидше. Якщо каструлю з водою нагрівати на досить потужному пальнику, вода закипить.

Всі ці явища є окремим випадком пароутворення перетворення рідини на пару. Існує два види пароутвореннявипаровування та кипіння.

Що таке випаровування

Випаровуванням називають пароутворення з поверхні рідини. Пояснити випар можна наступним чином.

При зіткненнях швидкості молекул змінюються. Часто знаходяться молекули, швидкість яких настільки велика, що долають тяжіння сусідніх молекул і відриваються від поверхні рідини. (Молекулярна будова речовини). Так як навіть у невеликому обсязі рідини дуже багато молекул, такі випадки виходять досить часто, і відбувається постійний процес випаровування.

Відокремлені від поверхні рідини молекули утворюють над нею пару. Деякі їх внаслідок хаотичного руху повертаються назад у рідину. Тому випаровування відбувається швидше, якщо є вітер, тому що він забирає пару у бік від рідини (тут також має місце явище «захоплення» та відриву молекул з поверхні рідини вітром).

Тому ж у закритій посудині випаровування швидко припиняється: кількість молекул, що «відірвалися» за одиницю часу, дорівнює кількості «повернулися» в рідину.

Інтенсивність випаровуваннязалежить від роду рідини: чим менше тяжіння між молекулами рідини, тим інтенсивніше випаровування.

Чим більша площа поверхні рідини, тим більше молекул мають можливість залишити її. Отже, інтенсивність випаровування залежить від площі поверхні рідини.

У разі підвищення температури швидкості молекул зростають. Тому чим вища температура, тим інтенсивніше випаровування.

Що таке кипіння

Кипіння це інтенсивне пароутворення, яке відбувається в результаті нагрівання рідини, утворення в ній бульбашок пари, що спливають на поверхню і там, що розриваються.

Під час кипіння температура рідини залишається незмінною.

Температура кипіння це температура, коли рідина кипить. Зазвичай, говорячи про температуру кипіння цієї рідини, мають на увазі температуру, за якої ця рідина кипить при нормальному атмосферному тиску.

При пароутворенні молекули, які відокремилися від рідини, виносять із неї частину внутрішньої енергії. Тому при випаровуванні рідина охолоджується.

Питома теплота пароутворення

Фізичну величину, що характеризує кількість теплоти, яка потрібна для випаровування одиничної маси речовини, називають питомою теплотою пароутворення. (на посилання більш докладний розбір цієї теми)

У системі СІ одиниця виміру цієї величини Дж/кг. Її позначають літерою L.

У природі речовини можуть бути в одному з трьох агрегатних станів: твердому, рідкому та газоподібному. Перехід з першого до другого і навпаки можна спостерігати щодня, особливо взимку. Однак перетворення рідини на пару, яке відоме як процес випаровування, часто не видно оку. При незначності, що здається, воно відіграє важливу роль у житті людини. Отже, давайте дізнаємося про це докладніше.

Випаровування - це що таке

Щоразу, вирішивши закип'ятити чайник для чаю чи кави, можна спостерігати, як, досягнувши 100 °С, вода перетворюється на пару. Саме це і є практичним прикладомпроцесу пароутворення (переходу певної речовини в газоподібний стан)

Пароутворення буває двох видів: кипіння та випаровування. На перший погляд, вони ідентичні, але це поширена помилка.

Випаровування - це пароутворення з поверхні речовини, а кипіння - з усього його обсягу.

Випаровування та кипіння: у чому різниця

Хоча і процес випаровування, і кипіння, обидва сприяють переходу рідини в газоподібний стан, варто пам'ятати про дві важливі відмінності між ними.

• Кипіння – це активний процес, який відбувається за певної температури. Для кожної речовини вона унікальна і може змінюватись лише при зниженні атмосферного тиску. За нормальних умов для кипіння води потрібно 100 °С, для рафінованої олії - 227 °С, для нерафінованої - 107 °С. Спирту, щоб закипіти, навпаки, потрібна більше низька температура- 78 °С. Температура ж випаровування може бути будь-якою і вона, на відміну кипіння, відбувається постійно.
• Другою суттєвою відмінністю між процесами є те, що при кипінні пароутворення відбувається по всій товщі рідини. Тоді як випаровування води чи інших речовин відбувається лише з їхньої поверхні. До речі, процес кипіння завжди одночасно супроводжується випаровуванням.

Процес сублімації

Вважається, що випаровування - це перехід із рідкого в газоподібний агрегатний стан. Однак у поодиноких випадках, минаючи рідке, можливе випаровування прямо з твердого стану газоподібне. Такий процес називається сублімацією.

Це слово знайоме всім, хто хоч раз замовляв кухоль чи футболку із улюбленою фотографією у фотосалоні. Для перманентного нанесення зображення на тканину або кераміку якраз і використовується цей вид випаровування, на честь його друк такого роду називається сублімаційним.

Також таке випаровування часто використовується для промислового сушіння фруктів та овочів, виготовлення кави.

Хоча сублімація зустрічається набагато рідше, ніж випаровування рідини, іноді її можна спостерігати у побуті. Так, вивішена сушитися взимку випрана волога білизна - миттєво замерзає і стає твердою. Однак поступово ця жорсткість йде, і речі стають сухими. В даному випадку вода зі стану льоду, минаючи рідку фазу, переходить відразу в пару.

Як відбувається випаровування

Як і більшість фізичних і хімічних процесів, головну рольу процесі випаровування грають молекули.

У рідинах вони розташовані дуже близько один до одного, але при цьому вони не мають фіксованого розташування. Завдяки цьому вони можуть "мандрувати" по всій площі рідини, причому з різними швидкостями. Це досягається завдяки тому, що під час руху вони стикаються між собою і від цих зіткнень їхня швидкість змінюється. Ставши досить швидкими, найактивніші молекули отримують можливість піднятися на поверхню речовини і, подолавши силу тяжіння інших молекул, залишити рідину. Так відбувається випаровування води чи іншої речовини та утворюється пара. Чи не так, трохи нагадує політ ракети в космос?

Хоча з рідини в пару переходять найактивніші молекули, проте їх «побратими», що залишилися, продовжують перебувати в постійному русі. Поступово і вони набувають необхідної швидкості, щоб подолати тяжіння і перейти в інший агрегатний стан.

Поступово та постійно залишаючи рідину, молекули задіяють для цього її внутрішню енергію і вона зменшується. А це безпосередньо впливає на температуру речовини – вона знижується. Саме тому кількість чаю, що остигає, в чашці трохи зменшується.

Умови випаровування

Спостерігаючи за калюжами після дощу, можна побачити, деякі з них висихають швидше, а деякі довше. Оскільки їхнє висихання є процесом випаровування, то можна на даному прикладі розібратися з умовами, необхідними для цього.

• Швидкість випаровування залежить від типу речовини, що випаровується, адже кожна з них має унікальні особливості, що впливають на час, за який його молекули повністю перейдуть у газоподібний стан. Якщо залишити відкритими 2 ідентичні флакони, наповнені однаковою кількістю рідини (в одному спирт С2Н5ОН, в іншому - вода Н2О), то перша ємність спорожніє швидше. Оскільки, як було зазначено вище, температура випаровування у спирту нижче, отже, він швидше випарується.
• Друге, від чого залежить випаровування, - температура довкілляі температура кипіння речовини, що випаровується. Чим вища перша і нижча друга, тим швидше рідина зможе її досягти і перейти в газоподібний стан. Саме тому під час проведення деяких хімічних реакцій за участю випаровування речовини спеціально нагріваються.
• Ще однією умовою, від чого залежить випаровування, є площа поверхні речовини, з якої воно походить. Чим вона більша, тим швидше відбувається процес. Розглядаючи різні прикладивипаровування, можна знову згадати про чай. Його часто переливають у блюдце, щоб охолодити. Там напій швидше остигав, тому що збільшувалася площа поверхні рідини (діаметр блюдця більший за діаметр чашки).
• І знову про чай. Відомий ще один спосіб швидше його остудити - подути на нього. Як можна помітити, що наявність вітру (руху повітря) - те, чого також залежить випаровування. Що швидкість вітру, то швидше молекули рідини перейдуть у пару.
• Також впливає на інтенсивність випаровування атмосферний тиск: чим воно нижче, тим швидше молекули переходять з одного стану до іншого.

Конденсація та десублімація

Перетворившись на пару, молекули не перестають рухатися. У новому агрегатному стані вони починають стикатися з молекулами повітря. Через це іноді вони можуть повертатися у рідкий (конденсація) або твердий (десублімація) стан.

Коли процеси випаровування та конденсації (десублімації) рівносильні між собою, це називають динамічною рівновагою. Якщо газоподібна речовиназнаходиться в динамічній рівновазізі своєю рідиною аналогічного складу, його називають насиченою парою.

Випаровування та людина

Розглядаючи різні приклади випаровування, не можна не згадати впливу цього процесу на організм людини.

Як відомо, за температури тіла 42,2 °С білок у крові людини згортається, що веде до смерті. Нагріватися людське тіло може лише через інфекції, а й у виконанні фізичної праці, занять спортом чи під час перебування у спекотному приміщенні.

Організму вдається зберегти прийнятну для нормальної життєдіяльності температуру, завдяки системі самоохолодження - потовиділення. Якщо температура тіла підвищується, через пори шкіри виділяється піт, та був відбувається його випаровування. Цей процес допомагає «спалити» зайву енергію та сприяє охолодженню організму та нормалізації його температури.

До речі, саме тому не варто беззастережно вірити рекламам, які подають піт як головне лихо. сучасного суспільстваі намагаються продати наївним покупцям усілякі речовини для позбавлення від нього. Змусити організм менше потіти, не порушуючи його нормальної роботи, не можна, а добрий дезодорант здатний лише маскувати неприємний запах поту. Тому, використовуючи антиперспіранти, різні присипки та пудри, можна завдати організму непоправної шкоди. Адже ці речовини забивають пори чи звужують вивідні протоки потових залоз, отже, позбавляють тіло можливості контролювати свою температуру. У випадках, якщо використання антиперспірантів все ж таки необхідне, попередньо варто проконсультуватися з лікарем.

Роль випаровування у житті рослин

Як відомо, не тільки людина на 70% складається з води, а й рослини, а деякі, на зразок редис, і на всі 90%. Тому випаровування також важливе і для них.

Вода одна із головних джерел потрапляння корисних (і шкідливих теж) речовин, у організм рослини. Однак, щоб ці речовини могли засвоїтись, необхідний сонячне світло. Ось тільки в спекотні дні сонце здатне не просто нагріти рослину, а й перегріти, тим самим занапастивши її.

Щоб цього не сталося, представники флори здатні самоохолоджуватись (схоже на людський процеспотовиділення). Іншими словами, при перегріві рослини випаровують воду і таким чином охолоджуються. Тому поливу садів та городів приділяється влітку так багато уваги.

Як використовують випаровування в промисловості та в побуті

Для хімічної та харчової промисловості випаровування – це незамінний процес. Як було зазначено вище, воно допомагає виробляти дегідратацію багатьох продуктів (випаровувати вологу їх), що збільшує термін їх зберігання; але також допомагає виготовляти ідеальні дієтичні продукти (менше ваги та калорій, при більшому вмісті корисних речовин).

Також випаровування (особливо сублімація) використовується для очищення різних речовин.

Ще однією сферою застосування є кондиціювання повітря.

Не варто забувати і про медицину. Адже процес інгаляції (вдихання пари, насиченої лікувальними препаратами) заснований також на процесі випаровування.

Небезпечні випаровування

Однак, як і у будь-якого процесу, це має й негативні сторони. Адже перетворюватися на пару та вдихатися людьми та тваринами можуть не лише корисні речовини, а й смертельно небезпечні. А найсумніше в тому, що вони - невидимі, а значить, людина не завжди знає, що зазнала впливу токсину. Саме тому варто уникати перебування без захисних масок та костюмів, на заводах та підприємствах, що працюють із небезпечними речовинами.

На жаль, шкідливі випари можуть чатувати і на будинки. Адже якщо меблі, шпалери, лінолеум або інші предмети виготовлені з дешевих матеріалів з порушеннями технології, вони здатні виділяти токсини в повітря, які й поступово «труїть» своїх господарів. Тому при покупці будь-якої речі варто переглядати сертифікат якості матеріалів, з яких вона виготовлена.

учениця 9 Б класу Чернишова Христина МБОУ ЗОШ №27 м.Ставрополя.

Тема даної дослідницької роботи- Вивчення залежності швидкості випаровування від різних зовнішніх умов. Ця проблема залишається актуальною в різних технологічних сферах і в навколишній природі. Досить сказати, що кругообіг води в природі відбувається через фази випаровування та об'ємної конденсації. Від кругообігу води, у свою чергу, залежать такі найважливіші явища, як сонячна дія на планету або просто нормальне існування живих істот загалом.

Гіпотеза: швидкість випаровування залежить від роду речовини, площі поверхні рідини і температури повітря, наявність повітряних потоків, що переміщаються над її поверхнею.

Завантажити:

Попередній перегляд:

МУНІЦИПАЛЬНИЙ БЮДЖЕТНИЙ ЗАГАЛЬНООСВІТНИЙ ЗАКЛАД

СЕРЕДНЯ ЗАГАЛЬНООСВІТНЯ ШКОЛА № 27

Дослідницька робота:

«Випар та фактори, що впливають на цей процес»

Виконала: учениця 9 Б класу

Чернишова Христина.

Вчитель: Вєтрова Л. І.

Ставропіль

2013

I.Введение…………………………………………………………………....…….3

II Теоретична частина………………………………...………………………….4

1.Основні положення молекулярно-кінетичної теорії…………………4

2. Температура…………………………………………………………..………...6

3. Характеристика рідкого стануречовини…………………………….....7

4. Внутрішня енергія …………………………………………………….……..8

5. Випаровування……………………………………………………………………..10

III. Дослідницька частина………………………………..…………………..14

IV.Висновок……………………………………………………………….…..21

V.Література…………………………………………………………………….22

Вступ

Тема даної роботи - вивчення залежності швидкості випаровування від різних зовнішніх умов. Ця проблема залишається актуальною в різних технологічних сферах і в навколишній природі. Досить сказати, що кругообіг води в природі відбувається через фази випаровування та об'ємної конденсації. Від кругообігу води, у свою чергу, залежать такі найважливіші явища, як сонячна дія на планету або просто нормальне існування живих істот загалом.

Випаровування широко застосовується в промисловій практиці для очищення речовин, сушіння матеріалів, поділу рідких сумішей, кондиціювання повітря. Випарне охолодження води використовується в оборотних системах водопостачання підприємств.

У карбюраторних та дизельних двигунах розподіл за розмірами частинок палива визначає швидкість їх горіння, а значить і процес роботи двигуна. Конденсаційні тумани не тільки пари води утворюються при згорянні різних палив, при цьому утворюється безліч ядер конденсації, які можуть бути центрами конденсації для інших парів. Ці складні процеси визначають коефіцієнт корисної дії двигунів та втрати палива. Досягнення найкращих результатів у дослідженні цих явищ міг би бути інформацією руху технічного прогресу нашій країні.

Отже , мета даної роботи- дослідити залежність швидкості випаровування від різних факторів середовища та за допомогою побудови графіків та ретельних спостережень помітити закономірності.

Гіпотеза : швидкість випаровування залежить від роду речовини, площі поверхні рідини і температури повітря, наявність повітряних потоків, що переміщаються над її поверхнею.

При проведенні дослідження ми користувалися різними нескладними приладами, такими як термометр, а також інтернет-ресурсами та іншою літературою.

II Теоретична частина.

1. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Різноманітні і різні властивості речовин, що зустрічаються в природі і техніці: скло прозоро і крихко, а сталь пружна і непрозора, мідь і срібло - хороші провідники тепла та електрики, а порцеляна і шовк - погані і т.д.

Яке внутрішня будовабудь-якої речовини? Чи є суцільною (безперервною) чи має зернисту (дискретну) будову, подібну до будови купи піску?

Питання про будову речовини було поставлено ще в Стародавню ГреціюПроте відсутність експериментальних даних робила його рішення неможливим, і довгий час (понад два тисячоліття) не вдавалося перевірити геніальні здогади про будову речовини, висловлені давньогрецькими мислителями Левкіппом і Демокритом (460-370 рр. до н. е..), які вчили. все у природі складається з атомів, що у безперервному русі. Їхнє вчення згодом було забуте, і в середні віки речовину вважали вже безперервною, а зміну, стан тіл пояснювали за допомогою невагомих рідин, кожна з яких уособлювала певна властивістьматерії і могла як входити в тіло, так і виходити із нього. Наприклад, вважали, що додавання теплорода до тіла викликає його нагрівання, навпаки – охолодження тіла відбувається внаслідок витікання теплороду тощо.

У XVII в. французький вчений П. Гассенді (1592-1655 рр.) повернувся до поглядів Демокріта. Він вважав, що у природі є речовини, які не можна розкласти більш прості складові. Такі речовини тепер називають хімічними елементаминаприклад, водень, кисень, мідь і т. д. По Гассенді кожен елемент складається з атомів певного виду.

Різних елементів у природі порівняно небагато, та його атоми, з'єднуючись у групи (серед них може бути і однакові атоми), дають найдрібнішу частинку нового виду речовини - молекулу. Залежно від числа та виду атомів у молекулі виходять речовини з різноманітними властивостями.

У XVIII ст. з'явилися роботи М. В. Ломоносова, які заклали основи молекулярно-кінетичної теорії будови речовини. Ломоносов рішуче боровся за вигнання з фізики невагомих рідин, подібних до теплороду, а також атомів холоду, запаху тощо, якими широко користувалися на той час для пояснення відповідних явищ. Ломоносов довів, що це явища» природно пояснюються рухом і взаємодією молекул речовини. - |На початку ХІХ століття англійський вчений Д. Дальтон (1766-1844 рр.) показав, що, користуючись лише уявленнями про атоми і молекули, можна вивести пояснити відомі з дослідів хімічні закономірності. Тим самим він науково обґрунтував молекулярна будоваречовини. Після робіт Дальтона існування атомів та молекул було визнано величезною більшістю вчених.

На початку XX ст. було виміряно розміри, маси та швидкості руху молекул речовини, з'ясовано розташування окремих атомів у молекулах, словом, остаточно завершено побудову молекулярно-кінетичної теорії будови речовини, висновки якої були підтверджені безліччю дослідів.

Основні положення цієї теорії такі:

1) всяка речовина складається з молекул, між якими є міжмолекулярні проміжки;

2) молекули завжди перебувають у безперервному безладному (хаотичному) русі;

3) між молекулами діють як сили тяжіння, і сили відштовхування. Ці сили залежить від відстані між молекулами. Вони мають значну величину лише за дуже малих відстанях і швидко зменшуються при віддаленні молекул одна від одної. Природа цих сил є електричною.

2. Температура.

Якщо всі тіла складаються з молекул, що безперервно і безладно рухаються, то в чому буде проявлятися зміна швидкості руху молекул, тобто їх кінетичної енергії, і які відчуття у людини викличуть ці зміни? Виявляється, зміна середньої кінетичної енергії поступального руху молекул пов'язані з нагріванням чи охолодженням тіл.

Нерідко людина визначає нагрітість тіла на дотик, наприклад, торкаючись рукою радіатора опалення, ми говоримо: радіатор холодний, теплий або гарячий. Однак визначення нагрітості тіла на дотик часто виявляється оманливим. Коли взимку людина торкається рукою до дерев'яного та металевого тіл, то їй здається, що металевий предметхолодніше дерев'яного, хоча насправді їх нагрітість однакова. Отже, потрібно встановити таку величину, яка б оцінювала нагрітість тіла об'єктивно, і створити прилад для її вимірювання.

Розмір, характеризує ступінь нагрітості тіла, називається температурою. Прилад вимірювання температури називається термометром. Дія найбільш поширених термометрів ґрунтується на розширенні тіл при нагріванні та стисканні при охолодженні. При дотику двох тіл з різною температурою між тілами відбувається обмін енергією. При цьому більш нагріте тіло (з високою температурою) втрачає енергію, а менш нагріте (з низькою температурою) набуває її. Такий обмін енергією між тілами веде до вирівнювання їх температур і закінчується, коли температури тіл стають рівними.

Відчуття тепла в людини виникає в тому випадку, коли вона отримує енергію від навколишніх тіл, тобто коли їхня температура вища, ніж температура людини. Відчуття холоду пов'язані з віддачею людиною енергії оточуючим тілам. У наведеному вище прикладі металеве тіло здається людині холоднішим, ніж дерев'яне, тому, що металевим тілам енергія від руки передається швидше, ніж дерев'яним, і в першому випадку температура руки знижується швидше.

3. Характеристика рідкого стану речовини.

Молекули рідини протягом деякого часу t коливаються біля положення рівноваги, що випадково виникло, а потім перескакують в нове положення. Час, протягом якого молекула коливається біля положення рівноваги, називається часом осілого життя молекули. Воно залежить від роду рідини та її температури. При нагріванні рідини час осілого життя зменшується.

Якщо в рідині виділити досить малий об'єм, то протягом часу осілого життя в ньому зберігається впорядковане розташування молекул рідини, тобто є подібність кристалічної решітки твердих тіл. Однак якщо розглядати розташування молекул рідини щодо один одного у великому обсязі рідини, воно виявляється хаотичним.

Отже, можна сказати, що в рідині існує ближній порядок в розташуванні молекул. Упорядковане розташування молекул рідини в малих обсягах називається квазікристалічним (кристалоподібним). При короткочасних впливах на рідину, менших часу осілого життя, виявляється велика подібність властивостей рідини з властивостями твердої речовини. Наприклад, при різкому ударі невеликого каменю з плоскою поверхнею об воду камінь відскакує від неї, тобто рідина виявляє пружні властивості. Якщо плавець, що стрибає з вишки, вдариться об поверхню води всім тілом, то він сильно забиться, оскільки за цих умов рідина поводиться подібно до твердого тіла.

Якщо ж час на рідину виявляється більше часу «осілого життя» молекул, то виявляється плинність рідини. Наприклад, людина вільно входить у воду з берега річки тощо. Основними ознаками рідкого стану є плинність рідини та збереження об'єму. Плинність рідини тісно пов'язана з часом осілого життя її молекул. Чим менший цей час, тим більшою рухливістю мають молекули рідини, тобто тим більше текучість рідини, а її властивості ближче до властивостей газу.

Чим вище температура рідини, тим більше її властивості відрізняються від властивостей твердої речовини і стають ближчими до властивостей щільних газів. Таким чином, рідкий стан речовини є проміжним між твердим та газоподібним станом тієї ж речовини.

4. Внутрішня енергія

Будь-яке тіло є сукупністю величезної безлічі частинок. Залежно від структури речовини цими частинками є молекули, атоми чи іони. Кожна з цих частинок, у свою чергу, має достатньо складну структуру. Так, молекула складається з двох або декількох атомів, атоми складаються з ядра і електронної оболонки; ядро складається з протонів та нейтронів тощо.

Частинки, з яких складається тіло, перебувають у безперервному русі; крім того, вони належним чином взаємодіють один з одним.

Внутрішньою енергією тіла називають суму кінетичних енергій частинок, з яких воно складається, та енергій їхньої взаємодії один з одним (потенційних енергій).

З'ясуємо, за яких процесів може змінюватися внутрішня енергія тіла.

1. Насамперед очевидно, що внутрішня енергія тіла змінюється за його деформації. Насправді, при деформації змінюється відстань між частинками; отже, змінюється та енергія взаємодії між ними. Тільки ідеальному газі, де силами взаємодії між частинками нехтують, внутрішня енергія від тиску залежить.

2. Внутрішня енергія змінюється під час теплових процесів. Тепловими називають процеси, пов'язані зі зміною температури тіла, так і його агрегатного стану - плавленням або затвердінням, випаром або конденсацією. За зміни температури змінюється кінетична енергія руху його частинок. Однак слід наголосити, що одночасно ме-

няється і потенційна енергія їхньої взаємодії (за винятком випадку розрідженого газу). Дійсно, підвищення або зниження температури супроводжується зміною відстані між положеннями рівноваги у вузлах кристалічних грат тіла, що ми реєструємо як теплове розширення тіл. Природно, що у своїй змінюється енергія взаємодії частинок. А перехід з одного агрегатного стану в інший є результатом зміни молекулярної структури тіла, що викликає зміну як енергії взаємодії частинок, так і характеру їх руху.

3. Внутрішня енергія тіла змінюється за хімічних реакцій. Справді, хімічні реакціїявляють собою процеси перебудови молекул, їх розпаду більш прості частини чи, навпаки, виникнення складніших молекул із простих чи окремих атомів (реакції аналізу та синтезу). При цьому суттєво змінюються сили взаємодії між атомами та відповідно енергії їхньої взаємодії. Крім того, змінюється характер руху молекул, так і взаємодії між ними, бо молекули новоствореної речовини взаємодіють між собою інакше, ніж молекули вихідних речовин.

4. За деяких умов ядра атомів зазнають перетворень, які називають ядерними реакціями. Незалежно від механізму процесів, що відбуваються при цьому (а вони можуть бути дуже різними), всі вони пов'язані зі значною зміною енергії частинок, що взаємодіють. Отже, ядерні реакції супроводжуються зміною внутрішньої енергії тіла, до складу якого входять ці ядра

5. Випаровування

Перехід речовини з рідкого стану в газоподібний називається пароутворенням, а перехід речовини з газоподібного стану в рідкий - конденсацією.

Одним із типів пароутворення є випаровування. Випаровуванням називається пароутворення, яке відбувається тільки з вільної поверхні рідини, що межує з газоподібним середовищем. З'ясуємо, як пояснюється випаровування на основі молекулярно-кінетичної теорії.

Оскільки молекули рідини здійснюють хаотичний рух, серед молекул її поверхневого шару завжди знайдуться такі молекули, що рухаються у напрямку від рідини до газоподібного середовища. Однак далеко не всі такі молекули зможуть вилетіти з рідини, тому що на них діють молекулярні сили, що втягують їх у рідину. Тому вирватися за межі поверхневого шару рідини зможуть тільки ті з її молекул, які мають досить велику кінетичну енергію.

Справді, коли молекула проходить через поверхневий шар, вона має виконати роботу проти молекулярних сил з допомогою своєї кінетичної енергії. Ті молекули, кінетична енергія яких менша від цієї роботи, втягуються назад у рідину, а вириваються з рідини тільки ті молекули, кінетична енергія яких більша за вказану роботу. Молекули, що вилетіли з рідини, утворюють пару над її поверхнею. Оскільки молекули, що вилітають з рідини, набувають кінетичної енергії в результаті зіткнень з іншими молекулами рідини, Середня швидкістьхаотичного руху молекул усередині рідини в процесі її випаровування має зменшуватися. Таким чином, на перетворення рідкої фази речовини на газоподібну повинна витрачатися певна енергія. Молекули пари, що знаходяться над поверхнею рідини, при своєму хаотичному русі можуть залетіти назад в рідину і повернути їй ту енергію, яку вони забрали при випаровуванні. Отже, при випаровуванні завжди одночасно відбувається конденсація парів, що супроводжується збільшенням внутрішньої енергії рідини.

Які причини впливають на швидкість випаровування, рідини?

1. Якщо налити в однакові блюдця рівні об'єми води, спирту та ефіру і поспостерігати за їх випаровуванням, то виявиться, що першим випарується. Отже, швидкість

випаровування залежить від роду рідини.

2. Одна і та ж рідина випаровується тим швидше, чим більша її вільна поверхня. Наприклад, якщо однакові об'єми води налити в блюдце і склянку, то зі блюдця вода випарується швидше, ніж зі склянки.

3. Неважко помітити, що гаряча водавипаровується швидше за холодну.

Причина цього зрозуміла. Чим вище температура рідини, тим більша середня кінетична енергія її молекул і, отже, тим більше їх залишає рідина за той же час.

4. Крім того, швидкість випаровування рідини тим більша, чим менший зовнішній тиск на рідину і чим менша щільність пари цієї рідини над її поверхнею.

Наприклад, при вітрі білизна сохне швидше, ніж у безвітряну погоду, тому що вітер забирає пари води і цим сприяє зменшенню конденсації пари на білизні.

Оскільки випаровування рідини витрачається енергія з допомогою енергії її молекул, температура рідини у процесі випаровування знижується. Саме тому помітно охолоджується рука, змочена ефіром чи спиртом. Цим пояснюється відчуття холоду в людини, коли він після купання в спекотний вітряний день виходить із води.

Якщо рідина випаровується повільно, то внаслідок теплообміну з навколишніми тілами втрати її енергії компенсуються припливом енергії від навколишнього середовища, і її температура фактично залишається рівною температурі середовища. Однак при великій швидкості випаровування рідини її температура може виявитися значно нижчою за температуру навколишнього середовища. За допомогою "летючих" рідин, наприклад ефіру, можна отримати значне зниження температури.

Зазначимо ще, що багато хто тверді речовини, минаючи рідку фазу, можуть безпосередньо переходити до газоподібної фази. Таке явище називається сублімацією, або сублімацією. Пахучість твердих тіл (наприклад камфари, нафталіну) пояснюється їхньою сублімацією (і дифузією). Сублімація характерна для льоду, наприклад, білизна висихає за температури нижче 0° G.

6. Гідросфера та атмосфера Землі

1. Процеси випаровування та конденсації води відіграють визначальну роль у формуванні погодно-кліматичних умов на нашій планеті. У глобальному масштабі ці процеси зводяться до взаємодії гідросфери та атмосфери Землі.

Гідросферу складає вся вода, що є на нашій планеті, у всіх її. агрегатних станах; 94% гідросфери посідає Світовий океан, обсяг якого оцінюється в 1,4 млрд. м3. Він займає 71% всієї площі земної поверхні, і якби тверда поверхня Землі була гладкою сферою, то вода покривала її суцільним шаром глибиною 2,4 км; 5,4% гідросфери займають підземні води, а також льодовики, атмосферна та ґрунтова волога. І лише 0,6 % посідає прісну воду річок, озер і штучних водойм. Звідси зрозуміло, яке значення має охорона прісної водивід забруднень відходами промисловості та транспорту.

2. Атмосферу Землі прийнято ділити на кілька шарів, кожен з яких має свої особливості. Нижній, приземний шар повітря називають тропосферою. Її верхня межа в екваторіальних широтах проходить на висоті 16-18 км, а полярних - на висоті 10 км. У тропосфері міститься 90% маси всієї атмосфери, що становить 4,8 1018 кг. Температура у тропосфері з висотою знижується. Спочатку на 1 °С на кожні 100 м, а потім, починаючи з висоти 5 км, температура опускається до -70 °С.

Тиск і щільність повітря постійно зменшуються. Самий зовнішній шар атмосфери на висоті близько 1000 км поступово перетворюється на міжпланетний простір.

3. Дослідження показали, що кожної доби з поверхні Світового океану та інших водойм нашої планети випаровується близько 7·10 3 км 3 води і приблизно стільки ж випадає у вигляді опадів.

Водяна пара, що захоплюється висхідними потоками повітря, піднімається вгору, потрапляючи в холодні шари тропосфери. У міру підйому пар стає насиченим, а потім конденсується, утворюючи дощові краплі та хмари.

У процесі конденсації пари в атмосфері в середньому за добу виділяється кількість теплоти 1,6 · 10 22 Дж, що у десятки тисяч разів перевершує енергію, що виробляється на планеті Земля за той самий час. Ця енергія поглинається водою під час її випаровування. Таким чином, між гідросферою та атмосферою Землі відбувається безперервний обмін не тільки речовиною (кругообіг води), а й енергією.

ІІІ. ДОСЛІДНИЙ ЧАСТИНА.

Для дослідження процесів випаровування та визначення залежності швидкості випаровування від різних умов було проведено низку експериментів.

Експеримент 1. Дослідження залежності швидкості випаровування від температури повітря.

Матеріали: Пластини скла, 3% р-р перекисуводню, олія, спирт, вода, секундомір, термометр, холодильник.

Хід експерименту:За допомогою шприца ми наносимо речовини на пластинки скла та спостерігаємо за випаровуванням речовин.

Спирт Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Температура повітря: +24.

Результат експерименту: для повного випаровування рідини знадобилося 3:00;

Вода. Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Температура повітря: +24.

Результат експерименту: для повного випаровування рідини потрібно 5 годин;

Р-р перекису водню. Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Температура повітря: +24.

Результат експерименту: для повного випаровування рідини знадобилося 8 годин;

Рослинна олія.Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Температура повітря: +24.

Результат експерименту: для повного випаровування рідини знадобилося 40 годин;

Змінюємо температуру повітря. Поміщаємо скло в холодильник.

Спирт. Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Температура повітря: +6.

Результат експерименту: для повного випаровування рідини знадобилося 8:00;

Вода. Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Температура повітря: +6.

Результат експерименту: для повного випаровування рідини знадобилося 10 годин;

Р-р перекису водню.Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Температура повітря: +6.

Результат експерименту: для повного випаровування рідини знадобилося 15 годин;

Рослинна олія.Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Температура повітря: +6

Результат експерименту: для повного випаровування рідини знадобилося 72 години;

Висновок: За результатами дослідження видно, що за різної температури кількість часу, необхідне випаровування тих самих речовин по-різному. Для однієї і тієї ж рідини процес випаровування протікає значно швидше при більш високій температурі. Це засвідчує залежність досліджуваного процесу від цього фізичного параметра. При зменшенні температури збільшується тривалість процесу випаровування та навпаки.

Експеримент 2 . Дослідження залежності швидкості процесу випаровування від площі поверхні рідини.

Ціль: Дослідити залежність процесу випаровування від площі поверхні рідини.

Матеріали: Вода, спирт, годинник, медичний шприц, пластини скла, лінійка.

Хід експерименту:Ми вимірюємо площу поверхні за формулою: S = П · D 2: 4.

За допомогою шприца наносимо різні рідини на пластину, надаємо форму кола і спостерігаємо за рідиною до повного випаровування. Температура повітря в приміщенні залишається незмінною (+24)

Спирт. Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Площа поверхні: 0, 00422м 2

Результат експерименту: для повного випаровування рідини знадобилася 1 година;

Вода. Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Результат експерименту: для повного випаровування рідини знадобилося 2:00;

Р-р перекису водню. Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Площа поверхні: 0, 00422 м 2

Результат експерименту: для повного випаровування рідини знадобилося 4 години;

Рослинна олія.Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Площа поверхні: 0, 00422 м 2

Результат експерименту: для повного випаровування рідини знадобилося 30 годин;

Змінюємо умови. Спостерігаємо за випаровуванням цих же рідин при іншій площі поверхні.

Спирт. Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Результат експерименту: для повного випаровування рідини знадобився 3 години;

Вода. Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Площа поверхні: 0, 00283 м 2

Результат експерименту: для повного випаровування рідини потрібно 4 години;

Р-р перекису водню. Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Результат експерименту: для повного випаровування рідини потрібно 6 годин;

Рослинна олія.Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Площа поверхні 0,00283 м 2

Результат експерименту: для повного випаровування рідини знадобилося 54 години;

Висновок: З результатів дослідження випливає, що з судин з різною площею поверхні випаровування здійснюється на протязі різного часу. Як видно з проведених вимірів, з судини з більшою площею поверхні дана рідина випаровується швидше, що доводить залежність процесу, що досліджується, від даного фізичного параметра. Зі зменшенням площі поверхні збільшується тривалість процесу випаровування і навпаки.

Експеримент 3. Дослідження залежності процесу випаровування від роду речовини.

Ціль: Дослідити залежність процесу випаровування від роду рідини.

Прилади та матеріали:Вода, спирт, олія, розчин перекису водню, годинник, медичний шприц, пластини скла.

Хід експерименту.За допомогою шприца ми наносимо різні види рідини на пластини та спостерігаємо за процесом до повного випаровування. Температура повітря залишається постійною. Температури рідин однакові.

Результати досліджень різниці між випаровуванням спирту, води, 3% розчину перекису водню, рослинної олії ми отримуємо з даних попередніх досліджень.

Висновок: Для повного випаровування різних рідин потрібна різна кількість часу. З результатів видно, що процес випаровування протікає швидше у спирту і води, а повільніше у олії, тобто є доказом залежності процесу випаровування від фізичного параметра-роду речовини.

Експеримент 4. Дослідження залежності швидкості випаровування рідини від швидкості повітряних мас.

Ціль: дослідити залежність швидкості процесу випаровування від швидкості вітру.

Прилади та матеріали:Вода, спирт, олія, р-р перекису водню, годинник, медичний шприц, пластини скла, фен.

Хід роботи. Створюємо штучне переміщення повітряних мас за допомогою фена, спостерігаємо за процесом, чекаємо на повне випаровування рідини. Фен має два режими: простий, турбо режим.

У разі простого режиму:

Спирт. Об'єм: 0,5 · 10 -6 м 3

Площа поверхні: 0, 00283 м 2 Результат експерименту: для повного випаровування рідини потрібно близько 2 хвилин;

Вода. Об'єм 0,5 · 10 -6 м 3

Площа поверхні: 0, 00283 м 2

Результат експерименту: для повного випаровування рідини потрібно близько 4 хвилин;

Р-р перекису водню.Об'єм: 0,5 · 10 -6 м 3

Площа поверхні: 0, 00283 м 2

Результат експерименту: для повного випаровування рідини потрібно близько 7 хвилин;

Рослинна олія.Об'єм: 0,5 · 10 -6 м 3

Площа поверхні: 0, 00283 м 2 Результат експерименту: для повного випаровування рідини потрібно близько 10 хвилин;

У разі турбо режиму:

Спирт. Об'єм: 0,5 · 10 -6 м 3

Площа поверхні: 0, 00283 м 2 Результат експерименту: для повного випаровування рідини знадобилося близько 1хвилини;

Вода. Об'єм: 0,5 · 10 -6 м 3

Площа поверхні: 0, 00283 м 2

Результат експерименту: для повного випаровування рідини потрібно близько 3 хвилин;

Р-р перекису водню.Об'єм: 0,5 · 10 -6 м 3

Площа поверхні: 0, 00283 м 2 Результат експерименту: для повного випаровування рідини потрібно близько 5 хвилин;

Рослинна олія.Об'єм: 0,5 · 10 -6 м 3

Площа поверхні: 0, 00283 м 2

Результат експерименту: для повного випаровування рідини потрібно близько 8 хвилин;

Висновок: Процес випаровування залежить від швидкості переміщення повітряних мас над поверхнею рідини. Чим більша швидкість, тим цей процес протікає швидше і навпаки.

Отже, дослідження показали, що інтенсивність випаровування рідини різна в різних рідин і збільшується зі збільшенням температури рідини, збільшення її площі вільної поверхні, наявності вітру її поверхнею.

Висновок.

В результаті виконання роботи було вивчено різні джерелаінформації щодо процесу випаровування та умов його протікання. Визначено фізичні параметри, що впливають на швидкість перебігу процесу випаровування. Було досліджено залежність перебігу процесу випаровування від фізичних параметрів, проведено аналіз отриманих результатів. Висловлена ​​гіпотеза виявилася справедливою. Теоретичні припущення були підтверджені в процесі досліджень - залежність швидкості перебігу процесу випаровування від фізичних параметрів полягає в наступному:

Зі збільшенням температури рідини збільшується швидкість протікання процесу випаровування та навпаки;

Зі зменшенням площі вільної поверхні рідини зменшується швидкість протікання процесу випаровування та навпаки;

Швидкість перебігу процесу випаровування залежить від роду рідини.

Таким чином, процес випаровування рідин залежить від таких фізичних параметрів як температура, площа вільної поверхні та рід речовини.

Ця робота має практичне значення, тому що в ній досліджено залежність інтенсивності випаровування - явища, з яким ми зустрічаємося в повсякденному життівід фізичних параметрів. Використовуючи ці знання, можна контролювати перебіг процесу.

Література

Пінський А. А., Граковський Г.Ю.Фізика: Підручник для студентів установ

Середньої професійної освіти / За заг. ред. Ю.І.Діка, Н.С.Пуришева.-М.: ФОРУМ: ІНФРА_М, 2002.-560 с.

Мілковська Л.Б.Повторимо фізику.Учеб.посібник для вступників у вузи.М., «Вища школа», 1985.608 с.

Інтернет ресурси:http://ua.wikipedia.org/wiki/;

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

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

Підручник із фізики Г.Я. Мякішев «Термодинаміка»

Найцікавіший процес, який протікає на нашій планеті – процес. Адже кругообіг води в природі є масою різних перехідних станів води, які плавно переходять одне в інше і в цілому складають замкнене коло. Можна згадати безліч цікавих прикладів, які допоможуть оцінити можливості води по переміщенню на планеті, адже маси повітря з краплями води зміщуються постійно і безперервно. земній кулі. Тобто падаюча на землю постійно різна. У цьому також можна побачити унікальність води. Але давайте розглянемо процес випаровування докладніше.

Трохи фізики

Вода за будь-якої температури. На відміну від кипіння, коли молекули води залишають загальну масу рідини через свою кінетичну енергію, випаровування відбувається «добровільно». Тобто кінетична енергія мала, але відрив відбувається через незначне перевищення. Чим менша різницятемператур води та навколишнього повітря, тим менше молекул води вирушить у повітря. Звичайно, пояснення на пальцях не завжди точно може показати, що саме відбувається з водою в такі періоди, але варто відзначити той факт, що саме деякі аспекти випаровування допомагають людині жити простіше.

Наприклад, розрахунок поверхні рідини, яка повинна охолонути, допоможе прикинути, скільки часу потрібно для того, щоб вода охолола. Наприклад, вода у чашці охолоне повільніше, ніж вода у тарілці. А все через те, що площа більша. Адже кількість молекул, що в середньому відриваються від загальної маси води, однакова на одиницю площі. Значить, чим більша площа, тим більше молекул «вилетять» із води та відберуть разом із середньою кінетичною енергією ще й температуру рідини. Важко? Що вдієш, такий фізичний опис процесу випаровування. І в ньому приховано чимало секретів.

Параметри, випаровування води

Особливість випаровування в тому, що розрахунок поверхні може показати не тільки швидкість охолодження рідини, але й те, наскільки швидко насичується вологою щось, розташоване над вологою. Крім того, є також один важливий момент. Розрахунок поверхні рідини, яка випаровується в приміщенні, показує, коли можна отримати певну вологість. І хоча кінцевий результат складається з декількох параметрів, основний (швидкість випаровування), можна отримати тільки зробивши розрахунок поверхні.

Що може вплинути на випаровування води? Звісно ж, вологість повітря. Розрахунок поверхні води, різниця температур та чисельне значення вологості. Всі ці параметри, помножені на певний коефіцієнт, дадуть той самий результат, коли кімната наповниться необхідною кількістю вологи без особливих зусиль. Чим більша різниця в параметрах, тим швидше відбуватиметься випаровування. Якщо ж вологість у приміщенні наближена до 100%, то й чекати випаровування не варто: молекулам води в насиченому повітрі подітися просто нікуди.

Які бувають поверхні

Отже, перейдемо до того що можна назвати розрахунок поверхні. Це пошук площі поверхні рідини, яка в теперішній моментвипаровується. А випаровуються всі рідини без винятку. Для цього розрахунку використовуються класичні планиметричні формули геометрії. Овали, кола, квадрати та прямокутники. Враховуючи, що ємності для рідини можуть мати різний вид, варто мати в запасі достатню кількість формул для проведення математичних обчислень.

Якщо знати площу, то можна легко визначити навскідку швидкість та ступінь випаровування. Тому для тих, хто впевнений у користі вологості у приміщенні, це дуже важливо. Користуйтеся формулами, розраховуйте площу та створіть унікальний клімат у своїй квартирі.