Испарение, 8 класс

5.  Испарение. Ненасыщенный и насыщенный пар    Мы говорили, что все вещества состоят из большого числа  хаотично движущихся   молекул.   В   жидкостях   наиболее   быстрые   молекулы   могут вылетать   с  поверхности   на   расстояния,  на   которых   уже   межмолекулярное притяжение не может вернуть их обратно.        Процесс перехода молекул из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием.   Парообразование   бывает   двух   видов:1)   испарение   –   это парообразование,   которое   происходит   только   с   поверхности   жидкости,   2) кипение – это   интенсивное парообразование, которое происходит по всему объему жидкости.  И   еще   отличительные   особенности   этих   двух   процессов парообразования:   1)   испарение   происходит   при   любой   температуре   (   при более   низкой   –   медленно,   при   более   высокой   ­   с   большей   скоростью),   2) кипение происходит при определенной постоянной температуре для каждой жидкости, называемой температурой кипения.       От   чего   зависит   скорость   испарения   жидкости? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, проделаем следующие опыты.    Первый опыт. Возьмем два одинаковых прозрачных  стакана, нальем одинаковую   жидкость   (например,   воду)   по   50   г   в   каждый   стакан   (массы одинаковые).   Вода   в   первом   стакане   имеет   температуру   20   градусов,   во втором – 60 градусов.  Оставляем на 4­6 часов. В стакане с   t=60 градусов, объем оставшейся жидкости много меньше, чем в первом стакане с малой температурой.     По результатам опыта можем сделать   вывод:   скорость испарения зависит   от   температуры:   чем   выше   температура,   тем   быстрее   испаряется жидкость.    Теперь проведем второй опыт.  Возьмем  две одинаковые жидкости,   температуры одинаковой   массы   (одинаковых   объемов),   одинаковой   (комнатной), но с разной  площадью поверхности. Например:   по   50   г   воды   при   20   градусах   наливаем   в   стакан   и     в стеклянную посуду, размером с блюдце (площадь поверхности будет раза в 3­ 4 больше). По  часам  показываем,  сколько  прошло  времени.  Видим, что  вода в блюдце   почти   вся   испарилась,   а  в   стакане   стала   меньше,  но   заметить   это трудно.   По   результатам   и   этого   опыта   делаем   вывод:   скорость   испарения зависит   от   площади   поверхности   испаряющейся   жидкости   :   чем   больше площадь   поверхности   испаряющейся   жидкости,   тем   быстрее   испаряется жидкость.        Третий   опыт.   Теперь   возьмем   одинаковые   объемы   (одинаковые массы), при комнатной одинаковой температуре с одинаковой поверхностью, но РАЗНЫЕ жидкости. Выполним следующие действия.         Пипеткой   по   одной   капле   капнем   на   стеклянную   поверхность небольшого карманного зеркальца : воды, одеколона, спирта и глицерина. По часам показываем и говорим, сколько прошло времени (полчаса или больше?), видим, что спирт весь испарился, одеколона чуточку осталось, воды может полкапли, а глицерина почти нисколько не уменьшилось.  Можем сделать   вывод: скорость испарения зависит от рода вещества. Есть быстро испаряющиеся жидкости : эфир, спирт, духи. Есть жидкости со средней   скоростью   испарения:   вода,  молоко,  лимонад.  И   есть   жидкости   с очень малой скоростью испарения: глицерин, сметана, мед, мазут.          Теперь проведем четвёртый опыт.   Еще раз возьмем одинаковые жидкости при комнатной температуре, с  одинаковыми поверхностями. И над второй   поверхностью   создадим   ускоренное   движение   воздуха   (небольшой ветерок).   Для этого   нальем в два блюдца   по 20 (или 30) г воды комнатной температуры. И над вторым блюдцем создать ветер (поставить вентилятор). По часам видим, что в блюдце, над поверхностью которого мы создали ветер, почти вся вода испарилась, в то же время показываем, что без вентилятора вода почти нисколько не испарилась.  По результатам опыта и наблюдения можно сделать вывод:  скорость испарения зависит от движения воздуха над поверхностью жидкости, который уносит испарившиеся из  жидкости молекулы ( чем больше скорость «ветра» над поверхностью жидкости, тем быстрее происходит испарение).     Теперь можно сделать общий вывод: скорость испарения жидкости зависти   от   рода   жидкости,   от   температуры,   от   величины   свободной поверхности   жидкости     и   от   скорости   движения   воздуха   над   свободной поверхностью  жидкости.      Если испаряющаяся жидкость находится в   незакрытом сосуде, то испарившиеся молекулы могут быть отнесены на некоторое расстояние    и обратно в жидкость не возвращаются. Процесс испарения продолжается. Пар, который образуется в результате продолжающегося испарения, будет называться ненасыщенным паром.       Если   же   испарение   будет   происходить   в   закрытом   сосуде,   то испарившиеся   молекулы   не   покидают   сосуд,   а   увеличивают   количество испарившейся   жидкости,   увеличивает   количество   пара.      Какое ­ то количество молекул  может вернуться в жидкость    т.е.   (уменьшившие скорость или хаотично влетевшие в жидкость). Через какое ­ то время может наступить такой момент, что количество молекул, покинувших   жидкость,     будет   равно   количеству   молекул,   вернувшихся   в жидкость.   Такое   состояние   называется   динамическим   равновесием.     Пар, находящийся   в   динамическом   равновесии   со   своей   жидкостью,   называется насыщенным (такое состояние насыщенного пара мы можем наблюдать, когда идет дождь. Или  в парной бани, когда испаряется вода, которую плеснули на раскаленные   камни,   а   с   потолка   капает   большое   количество   капель, образованных вернувшимися в жидкость молекулами пара)…  При испарении внутренняя энергия жидкости уменьшается, потому что быстрые молекулы покидают   жидкость.     Остаются   более   медленные,   поэтому   при   испарении жидкости   охлаждаются,   т.е.   внутренняя   энергия   испаряющейся   жидкости уменьшается. Мы   рассмотрели   процесс   испарения,  рассмотрели,  от   каких   причин зависит   скорость   испарения   жидкости.   Ответили   на   вопрос,   что   такое ненасыщенный и насыщенный пар, в чем сходство и отличие их друг от друга. А как они влияют на влажность воздуха, мы рассмотрим в других работах.