§ 11. Випаровування рідини. Конденсація

Випаровування рідини

Конденсація

ВИПАРОВУВАННЯ РІДИН. Чекаючи, поки остигає щойно заварений чай, придивіться уважно, що відбувається над поверхнею чашки.

Говорять, що гаряча вода “парує”.

Насправді, водяна пара, яка міститься в повітрі — невидима. Про її наявність, наприклад, над поверхнею чашки або озера свідчить туман — маленькі краплинки води, які утворюються внаслідок того, що частина пари перетворюється знову в рідину (рис. 11.1).

Над поверхнею води, що кипить, скажімо, в чайнику, також утворюється туман. Молекули рідини перебувають у безперервному хаотичному русі. Деякі молекули, що опиняються на поверхні рідини, можуть залишити її і вийти у простір над рідиною. Сукупність молекул над поверхнею рідини утворює пару.

Явище переходу рідини в пару називають пароутворенням.

Одним зі способів пароутворення є випаровуванням.

Випаровування — пароутворення, що відбувається за будь-якої температури з вільної поверхні рідини.

Оскільки з рідини під час випаровування вилітають найшвидші молекули, то середня швидкість руху тих молекул, що залишилися, а відповідно, і температура рідини, зменшується, тому під час випаровування температура рідини стає дещо нижчою.

Процес випаровування рідини супроводжується поглинанням енергії. Наприклад, після змочування шкіра людини охолоджується через випаровування води з поверхні тіла. При цьому на поверхні тіла відчувається прохолода. Спекотного дня рекомендують в кімнаті завішувати вікна вологими простирадлами. ГІід час їх висихання вода буде випаровуватися, поглинаючи теплову енергію і знижуючи температуру повітря в кімнаті. Продукти харчування перевозять спеціальними транспортними засобами, обладнаними холодильними пристроями, у роботі яких використовується випаровування рідкого холодильного агенту. У місцевостях із жарким кліматом воду намагаються зберігати у пористих глиняних посудинах. Вода, просочуючись крізь пори такої посудини, випаровується і в результаті залишається прохолодною.

Випаровування має велике значення в природі, житті людини і тварин (рис. 11.2). Утруднення випаровування погіршує охолодження тіла і може призвести до його перегрівання. Випаровування є невід’ємною умовою кругообігу води в природі.

Інтенсивність випаровування залежить від: площі відкритої поверхні рідини (чим більша поверхня, тим більша кількість мо-

лекул вилітає з неї), температури (з підвищенням температури процес випаровування стає інтенсивнішим) та зовнішніх умов. Наприклад, вам відомо, що у вітряну суху погоду розвішена на дворі мокра білизна сохне значно швидше, ніж у безвітряну погоду після дощу. Швидкість випаровування залежить також від природи речовини, що випаровується. Зокрема, вода випаровується швидше за олію, але спирт випаровується швидше, ніж вода. Це пояснюється різними силами взаємодії між молекулами названих речовин.

Досвід показує, що випаровуватися можуть і тверді тіла. Наприклад, лід, який утворився на калюжі, поступово зникає. Існує явище під час якого речовина переходить з твердого стану в газоподібний оминаючи рідкий стан. Процес переходу речовини з твердого стану в газоподібний називають сублімацією.

* Всі живі організми на Землі на 80—90 % складаються з води. Впродовж доби через поверхню шкіри та легені людина втрачає її до 2 кг. Водяна пара постійно наявна в атмосферному повітрі, тому рівень її вмісту надзвичайно важливий для здоров’я людини. Шкідливими для живих організмів є як надмірний вміст водяної пари, так і недостатня її кількість. Для характеристики вмісту водяної пари в повітрі використовують таку фізичну величину, як відносна вологість. Нормальне значення відносної вологості в помешканнях за кімнатної температури становить 40—60 % .

Підтримання необхідної вологості є обов’язковою умовою зберігання книг, картин, музичних інструментів, харчових продуктів. Тому сьогодні широко використовують спеціальні прилади, які підвищують або зменшують вологість повітря (рис. 11.3).

Для вимірювання вологості застосовують спеціальні прилади, наприклад, гігрометри та психрометри (рис. 11.4).

КОНДЕНСАЦІЯ. У процесі хаотичного руху деякі молекули, що містяться у парі, можуть повернутись у рідину — відбувається конденсація.

Процес переходу речовини з пари в рідину називають конденсацією.

Конденсацію водяної пари ви можете спостерігати під час її охолодження. Наприклад, улітку вночі, коли стає холоднішим, водяна пара, що міститься у повітрі, конденсується, утворюючи краплинки роси на рослинах. Водяна пара конденсується на склі залишеного без провітрювання вікна на кухні, особливо взимку (рис. 11.5).

Конденсація пари супроводжується виділенням енергії. Цим пояснюється той факт, що одразу після дощу стає дещо тепліше.

За певних умов можлива конденсація речовини з газувато-го стану відразу в твердий. Таке явище ви можете спостерігати взимку, коли з водяної пари утворюються паморозь на деревах або візерунки на склі в салоні автобуса, який ще не встиг достатньо прогрітися (рис. 11.6).

Головне в цьому параграфі_

Сукупність молекул, що перебувають у просторі над рідиною, називають парою, а процес переходу рідини у стан пари — пароутворенням.

Пароутворення відбувається двома способами — випаровуванням і кипінням.

Випаровування — пароутворення, що відбувається за будь-якої температури з вільної поверхні рідини.

Інтенсивність випаровування залежить від площі відкритої поверхні рідини, її температури та зовнішніх умов.

Конденсацією називають процес переходу речовини із пари в рідину.

Запитання для самоперевірки_

1.    Що називають пароутворенням; конденсацією; випаровуванням; парою?

2.    Назвіть чинники, від яких залежить інтенсивність випаровування рідини.

3.    Поясніть, чому під час випаровування рідини її температура знижується.

4.    Поясніть, чому конденсація супроводжується підвищенням температури.

5.    Поясніть, яке значення мають випаровування та конденсація в природі та житті людини.

Домашній експеримент_

1.    Наберіть у високу вузьку склянку та блюдце однакову кількість води. Залиште їх на декілька днів на підвіконні. Порівняйте кількість води, що залишилася в кожній посудині. Поясніть результат експерименту.

2.    Подихайте на дерев’яну поверхню, а потім на дзеркало. Порівняйте спостережувані явища.

Вправа до § 11

1(c). Поясніть, чому для виготовлення парфумів використовують спирт, а не воду.

2(c). Поясніть, чому ґрунт просихає швидше у вітряну погоду.

3(д). Під час випускання газу з балона вентиль вкривається росою. Поясніть це явище.

4(д). Поясніть, чому сирі дрова під час горіння потріскують.

5(д). Поясніть, чому в закритій посудині рідина вистигає повільніше. 6(д). Чому окуляри «запотівають» (вкриваються краплинками води) коли в морозний день зайти з вулиці в тепле приміщення, а не навпаки?)

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Головко