Какво ще се изпари по-бързо вода или алкохол. Изпарението като физическо явление. Физическо явление - кипене

Варенето е бърз процес, а от вряща вода за краткосроченне остава следа, превръща се в пара.

Но има и друг феномен на превръщането на вода или друга течност в пара - това е изпарението. Изпарението става при всяка температура, независимо от налягането, което в нормални условиявинаги близо до 760 mmHg. Изкуство. Изпарението, за разлика от кипенето, е много бавен процес. Бутилката одеколон, която сме забравили да затворим, ще бъде празна след няколко дни; повече време o чинийка с вода ще стои, но рано или късно ще се окаже суха.

Въздухът играе важна роля в процеса на изпаряване. Сам по себе си той не пречи на водата да се изпари. Веднага щом отворим повърхността на течността, водните молекули ще започнат да се движат в най-близкия слой въздух.

Плътността на парите в този слой ще се увеличи бързо; след кратко време налягането на парите ще стане равна на еластичността, характерни за средната температура. В този случай налягането на парите ще бъде точно същото като при липса на въздух.

Преминаването на пара във въздух, разбира се, не означава повишаване на налягането. Общо наляганев пространството над повърхността на водата не се увеличава, само се увеличава делът на това налягане, което се поема от парата, и съответно делът на въздуха, който се измества от парата, намалява.

Над водата има пара, смесена с въздух, отгоре има слоеве въздух без пара. Те неизбежно ще се смесят. Водната пара непрекъснато ще се придвижва към по-високите слоеве и на нейно място в долен слойще влезе въздух, който не съдържа водни молекули. Следователно в най-близкия до водата слой винаги ще се освобождават места за нови водни молекули. Водата непрекъснато ще се изпарява, поддържайки налягането на водните пари на повърхността, равно на еластичността, и процесът ще продължи, докато водата се изпари напълно.

Започнахме с примера с одеколон и вода. Добре известно е, че те се изпаряват с различна скорост. Етерът се изпарява изключително бързо, алкохолът доста бързо, а водата много по-бавно. Веднага ще разберем какво става тук, ако намерим в справочника стойностите на налягането на парите на тези течности, да речем, при стайна температура. Ето и числата: етер - 437 mm Hg. чл., алкохол - 44,5 mm Hg. Изкуство. и вода - 17,5 mm Hg. Изкуство.

Колкото по-голяма е еластичността, толкова повече пари има в съседния въздушен слой и по-бърза течностсе изпарява. Знаем, че налягането на парите се увеличава с температурата. Ясно е защо скоростта на изпарение се увеличава с нагряване.

Скоростта на изпарение може да се повлияе и по друг начин. Ако искаме да подпомогнем изпарението, трябва бързо да отстраним парите от течността, т.е. да ускорим смесването на въздуха. Ето защо изпарението се ускорява значително чрез издухване на течността. Водата, въпреки че има сравнително малко налягане на парите, ще изчезне доста бързо, ако чинийката се постави на вятъра.

Следователно е разбираемо защо плувецът, който излиза от водата, се чувства студен от вятъра. Вятърът ускорява смесването на въздуха с пара и следователно ускорява изпарението, а топлината за изпаряване е принудена да се откаже от човешкото тяло.

Благополучието на човек зависи от това дали във въздуха има много или малко водни пари. И суха и мокър въздухнеприятно. Влажността се счита за нормална, когато е 60%. Това означава, че плътността на водната пара е 60% от тази на водата. наситена парапри същата температура.

Ако влажният въздух се охлажда, тогава в крайна сметка налягането на водната пара в него ще бъде равно на налягането на парата при тази температура. Парата ще стане наситена и с по-нататъшно понижаване на температурата ще започне да кондензира във вода. Сутрешната роса, овлажняваща тревата и листата, се появява точно поради това явление.

При 20°C плътността на наситените водни пари е около 0,00002 g/cm 3 . Ще се чувстваме добре, ако въздухът съдържа 60% от това количество водни пари - което означава само малко повече от една стохилядна от грама в 1 cm3.

Въпреки че тази цифра е малка, тя ще доведе до впечатляващи количества пара за една стая. Лесно е да се изчисли, че в средно голяма стая с площ от 12 m 2 и височина 3 m може да се "побере" около килограм вода под формата на наситена пара.

Така че, ако затворите плътно такава стая и поставите отворена бъчва с вода, тогава един литър вода ще се изпари, независимо от вместимостта на бъчвата.

Интересно е да се сравни този резултат за вода със съответните цифри за живак. При същата температура от 20°C, плътността на наситените живачни пари е 10 -8 g/cm 3 .

В стаята, която току-що обсъдихме, няма да се поберат повече от 1 g живачни пари.

Между другото, живачните пари са много токсични и 1 g живачни пари могат сериозно да увредят здравето на всеки човек. При работа с живак трябва да се внимава и най-малката капка живак да не се разлее.

Научната теория позволява не само да се разбере защо дадено вещество може да бъде в газообразно, течно и твърдо състояние, но и да се обясни процесът на преминаване на веществото от едно състояние в друго.

Изпарението е процесът, при който течността постепенно се превръща във въздух под формата на пара или газ.

Всички течности се изпаряват, но с различна скорост.

Молекулите в течност се движат произволно.

На повърхността на течността нейните молекули се движат по-бързо от тези отдолу и могат да летят във въздуха, преодолявайки силите на сцепление. Това е изпарение.

Когато течността се нагрява, изпарението става по-бързо - в топла течност скоростта на движение на молекулите е по-голяма, повече молекули имат шанс да напуснат течността. Избягалата молекула участва в произволното топлинно движение на газа. Движейки се произволно, той може постоянно да се отдалечи от повърхността на течността в отворен съд, но може и да се върне отново в течността.

В затворен съд няма изпарение, тъй като парата бързо достига точката си на насищане, когато броят на молекулите, напускащи течността, е равен на броя на молекулите, които се връщат в нея.

Ако въздухът над течността се движи, скоростта на изпарение се увеличава, тъй като въздушният поток над съда отнася образуваните пари на течността със себе си. как повече повърхностизпаряваща се течност, толкова по-бързо става изпарението. Водата в кръгъл съд се изпарява по-бързо, отколкото във висока кана.

По време на изпаряването течността оставя повече от бързи молекули, така че средната кинетична енергия на течните молекули намалява. Това означава, че има намаляване на температурата на течността. След навлажняване на ръката с бързо изпаряваща се течност (алкохол, ацетон) се усеща силно охлаждане на намокрената зона. Охлаждането ще се засили, ако духате на ръката си.

Кръговратът на водата в природата

При големи горещини реките, езерата и езерата стават плитки, водата се изпарява, т.е. течно състояниепревръща се в газообразно - превръща се в невидима пара. Съдържанието на водни пари във въздуха се нарича влажност на въздуха. Зависи от температурата. И така, въздухът при температура от +20 градуса по Целзий съдържа 4 пъти повече водаотколкото при 0 градуса по Целзий. Причината за това явление е топлината. През деня водата от локви, езера, езера, реки, морета, влагата, съдържаща се в растенията, се нагрява от Слънцето и се изпарява и колкото по-бързо, толкова повече се нагрява. Можете да забележите това, ако две еднакви чинии са пълни с различно количествовода и поставете едната на слънце, а другата поставете на сянка. Където се нагрява водата слънчеви лъчи, ще се изпари много по-бързо. Ускорява изпарението и вятъра. Влажен лист хартия на вятъра ще изсъхне по-бързо от оставен там, където въздухът е спокоен и неподвижен.

Водата се изпарява по-бързо и там, където е по-сухо околния въздух. В горещи сухи дни човек се поти, но потта не го притеснява много: изсъхва мигновено. А когато има влажна топлина, дори дрехите се намокрят от пот. Но ако влагата непрекъснато се изпарява от моретата, реките, езерата, ако оставя растенията и изчезва в атмосферата, тогава защо Земята не изсъхва?

Това не се случва, защото водата прави постоянен кръговрат. След като се изпари, той се издига заедно с нагрятия въздух, приемайки формата на малки капчици.

Повече от 70% от земната повърхност е покрита от световните океани. Но имаше време, когато изобщо не е имало морета. Учените смятат, че преди около 3500 милиона години нашата Земя е била много гореща и заобиколена от огромни облаци пара. Постепенно земята се охлади и заобикалящата я пара се охлади. Изстивайки, парата се превърна във вода в земната атмосфера и запълни вдлъбнатините земната повърхност, образувайки първите морета на земята.

Водата на Земята непрекъснато се движи от едно място на друго:

1. Миниатюрни частици вода непрекъснато излизат от повърхността на морето, невидими с просто око. Те стават част от въздуха около нас под формата на водна пара.

2. Това е процесът на изпаряване. Водата се превръща във водна пара от повърхността на резервоарите при почти всяко време. Но през лятото в горещините този процес е много по-бърз и по-интензивен.

3. Въздухът, издигайки се нагоре, става по-студен. Оказвайки се на голяма надморска височина, водната пара се кондензира в малки капчици вода, които висят във въздуха под формата на облаци.

4. Вятърът носи облаци по небето.

5. Малки капчици, които образуват облаци, се комбинират помежду си - как точно се случва това, учените все още не знаят - и падат на земята под формата на дъжд.

6. Ако въздухът е много студен, капчиците в облаците замръзват и падат под формата на снежинки.

7. Сняг лежи по върховете на планините през цялата година. Оттам по планинските склонове се стичат малки поточета, подхранвани от топящия се сняг.

8. Други потоци се захранват от дъждовна вода. Всички тези потоци, потоци в крайна сметка се вливат в големи реки.

9. Реките се спускат от планините и накрая се вливат в морето. Така водата, изпарена от повърхността на нашата планета, се връща на нея.

Процесът на изпаряване е много интересен физичен и химичен феномен, интересно е да се наблюдава и да се отбележи колко често се среща в живота ни.

Мисля, че науката използва процеса на изпаряване повече от веднъж в полза на човека и нашата планета.

Глава II "Практически опити"

ЕКСПЕРИМЕНТ № 1 "Зависимост на скоростта на изпарение от различни фактори"

1. Зависимост на изпарението от температурата

Оборудване:

▪ 2 чаши с еднакъв обем

▪ 2 чинийки с различен диаметър

▪ 2 листа хартия

▪ термометър за течности

Изживейте напредък:

Налейте студена и гореща вода в две еднакви чаши. Обърнете внимание на нивото на водата в чашите. След 12 минути водата в гореща чаша ще се изпари по-бързо.

Заключение: Това е така, защото в нагрята течност молекулите увеличават скоростта си под въздействието на висока температура. Те се натискат толкова силно, че някои избухват и се разпръскват между въздушните молекули под формата на водна пара.

2. Зависимост на изпарението от площта на изпарената повърхност, ако температурата на течността е еднаква.

Изживейте напредък:

Налейте гореща вода (за да ускорите експерименталния процес) в чинийки с различен диаметър. Обърнете внимание на нивото на водата. След 10 минути водата в голямата чиния се изпарява по-бързо (обемът на течността намалява).

Заключение: Колкото по-голяма е повърхността на изпаряващата се течност, толкова по-бързо става изпарението, тъй като броят на изпаряващите се молекули ще бъде по-голям върху по-голяма площ.

3. Зависимост на изпарението от вятъра.

Изживейте напредък:

Намокрете два еднакви листа хартия с вода. Едната оставете да изсъхне на въздух, а към другата насочете със сешоар струя студен въздух. След 10 минути листът беше сух, а другият остана мокър още час.

Заключение: Ако въздухът над течността се движи, скоростта на изпарение се увеличава, тъй като въздушният поток помага на молекулите на течността да се откъснат от повърхността и да преминат в състояние на пара. Горещият въздух ще ускори този процес.

4. Зависимост на изпарението от вида на веществото.

Изживейте напредък:

Намокрете два листа хартия с различни течности: вода и алкохол. След 3 минути алкохолът напълно се изпарява от листа, листът, навлажнен с вода, остава мокър за 20 минути.

Извод: Процесът на изпаряване на веществата не е еднакъв. Зависи от силите, които държат молекулите на това вещество.

Скоростта на изпарение може да се промени, като се знаят факторите, влияещи върху този процес!

ОПИТ № 2 „Изолиране на вещество от разтвор. Кристализация на захарта.

Задължително:

▪ Стъкло

▪ Топла вода

▪ Чаена лъжичка

▪ Дебел памучен конец с дължина 10см.

▪ Кламер

▪ Молив

Изживейте напредък:

1. Налейте гореща вода в чаша и като разбърквате с лъжица, добавете захарта, докато спре да се разтваря. Трябва да го направите бързо, така че водата да няма време да се охлади и да разтвори повече захар.

2. Изсипете разтвора в чаша.

3. Завържете единия край за средата на молива, а другия за кламера.

4. Поставете молива върху стъклото, така че конецът да се потопи в разтвора, като остане опънат.

5. Поставете чашата на студено място и я оставете за един ден.

Резултат: На конеца се образуват захарни кристали.

Заключение: Горещата вода помогна за създаването на свръхнаситен разтвор. Когато водата се охлади, тя не можеше да побере толкова много захар и излишъкът образува кристали. Когато свръхнаситен разтвор се охлади, част от разтвореното вещество се освобождава от разтворителя (вода) под формата на кристали. Водата е отличен разтворител, но има много разтвори, в които алкохолът е разтворител: парфюми, лакове, лепила. Предимствата на тези продукти (парфюмен аромат, непропускливост на лакове, свързваща способност на лепилата) се дължат на факта, че алкохолът се изпарява бързо, оставяйки разтворени вещества на повърхността.

Изпаряването ви позволява да отделите вещества от разтвора!

Заключение

Работейки по темата за изпарението, намерих отговори на въпросите си. Научих как става изпарението, че скоростта на изпаряване на веществата е различна. Хората активно използват процеса на изпаряване в живота си, прилагат го в производството различни механизмии машини, използвани в ежедневието. В природата този процес протича независимо от човешката дейност и задачата на хората е да не нарушават този процес. За да направите това, трябва да обичате природата и да обичате нашата Земя! Експериментите, които направих, бяха много интересни и мисля, че могат да се направят още много експерименти по тази тема. Сега, когато гледам Discovery или чета книги, винаги обръщам внимание на изпарението, което се случва в природата или в човешкия живот, и се радвам, че вече знам толкова много за него!

Всеки знае, че ако закачите изпраното си пране, то ще изсъхне. И също така е очевидно, че мократа настилка определено ще стане суха след дъжд.

Изпарението е процесът, при който течността постепенно се превръща във въздух под формата на пара или газ. Всички течности се изпаряват с различна скорост. Алкохолът, амонякът и керосинът се изпаряват по-бързо от водата.

Има две сили, действащи върху молекулите, които изграждат всички вещества. Първият е връзката, която ги държи заедно. други - топлинно движениемолекули, което ги кара да се разпръснат в различни страни. Когато тези две сили са балансирани, имаме течност.

На повърхността на течността нейните молекули са в движение. Тези молекули, които се движат по-бързо от съседните отдолу, могат да летят във въздуха, преодолявайки силите на сцепление. Това е изпарение.

Когато течността се нагрява, изпарението става по-бързо. Това се случва, защото в топла течност скоростта на движение на молекулите е по-голяма, повече молекули имат шанс да напуснат течността. В затворен съд няма изпарение. Това се случва, защото броят на молекулите в една двойка достига определено ниво. Тогава броят на молекулите, напускащи течността, ще бъде равен на броя на молекулите, които се връщат в нея. Когато това се случи, можем да кажем, че парата е достигнала точката си на насищане.

Когато въздухът над течността се движи, скоростта на изпарение се увеличава. Колкото по-голяма е повърхността на изпаряващата се течност, толкова по-бързо е изпарението. Водата в кръгла тава ще се изпари по-бързо, отколкото във висока кана.

Къде отива водата, когато пресъхне?

Поглеждайки на улицата или гледайки пътя, виждате вода там. Един час светло слънчева светлина- и водата изчезва! Или, например, прането, окачено на въже, изсъхва до края на деня. Къде отива водата?

Казваме, че водата се изпарява. Но какво означава това? Изпарението е процесът, при който течност във въздуха бързо се превръща в газ или пара. Много течности се изпаряват много бързо, много по-бързо от водата. Това се отнася за алкохол, бензин, амоняк. Някои течности, като живака, се изпаряват много бавно.

Какво причинява изпарението? За да разбере това, човек трябва да разбере нещо за природата на материята. Доколкото знаем, всяко вещество е изградено от молекули. Върху тези молекули действат две сили. Една от тях е сплотеността, която ги привлича един към друг. Другото е топлинното движение на отделните молекули, което ги кара да се разлитат.

Ако адхезионната сила е по-висока, веществото остава в твърдо състояние. Ако обаче топлинното движение е толкова силно, че превишава кохезията, тогава веществото става или е газ. Ако двете сили са приблизително балансирани, тогава имаме течност.

Водата, разбира се, е течност. Но на повърхността на течността има молекули, които се движат толкова бързо, че преодоляват силата на сцепление и отлитат в космоса. Процесът на изпускане на молекули се нарича изпарение.

Защо водата се изпарява по-бързо, когато е на слънце или се нагрява? Колкото по-висока е температурата, толкова по-интензивно е топлинното движение в течността. Това означава, че все повече и повече молекули набират достатъчно скорост, за да отлетят. Когато най-бързите молекули отлетят, скоростта на останалите молекули се забавя средно. Защо останалата течност се охлажда чрез изпаряване.

Така че, когато водата изсъхне, това означава, че се е превърнала в газ или пара и е станала част от въздуха.

Както във всяка друга течност, има, енергията на които им позволява да преодолеят междумолекулното привличане. Тези молекули се ускоряват със сила и летят към повърхността. Така че, ако покриете чаша вода хартиена салфетка, след известно време ще стане леко влажна. Но изпарението на водата различни условиятече от различна интензивност. ключ физически характеристики, влияещи върху дебита този процеси неговата продължителност, са плътността на материята, температурата, повърхността, присъствието. повече плътноствещества, теми по-близък приятелмолекулите са разположени една до друга. Това означава, че за тях е по-трудно да преодолеят междумолекулното привличане и излитат към повърхността в много по-малък брой. Ако се поставят две течности с различна плътност(например вода и метил) при същите условия, тогава този с по-ниска плътност ще се изпари по-бързо. Плътността на водата е 0,99 g/cm3, а плътността на метила е 0,79 g/cm3. Следователно метанолът ще се изпари по-бързо. Също толкова важен фактор, влияещ върху скоростта на изпаряване на водата, е температурата. Както вече споменахме, изпарението при всякаква температура, но с нейното повишаване скоростта на движение на молекулите се увеличава и те Повече ▼оставете течността. Следователно изгаряне водасе изпарява по-бързо от студената вода Скоростта на изпаряване на водата зависи и от нейната повърхност. Водата, налята в бутилка с тясно гърло, ще се изпари, защото. изхвърлените молекули ще се утаят по стените на бутилката, стесняващи се в горната част, и ще се търкалят назад. И водните молекули в чинийката ще напуснат течността безпрепятствено.Процесът на изпаряване ще се ускори значително, ако въздушните потоци се движат по повърхността, от която се извършва изпарението. Факт е, че в допълнение към освобождаването на молекули от течността, те се връщат обратно. И колкото по-силна е циркулацията на въздуха, толкова по-малко молекули, спускайки се надолу, ще паднат обратно във водата. Така обемът му бързо ще намалее.

източници:

• изпаряване на водата

Различни имотиводата представлява интерес за учените от много години. Може да има вода различни състояния- твърди, течни и газообразни. С нормално средна температураводата е под формата на течност. Можете да го пиете, поливате растения с него. Водата може да се разпространява и да заема определени повърхности и да приема формата на тези съдове, в които се намира. Така че защо водата е течна?

Водата има специална структура, поради която приема формата на течност. Може да се излива, тече и капе. Твърдите кристали имат строго подредена структура. В газообразните вещества структурата се изразява като пълен хаос. Водата е междинна структурамежду и газообразно вещество. Частиците в структурата на водата са разположени на малки разстояния една от друга и са относително подредени. Но тъй като частиците се отдалечават една от друга с течение на времето, редът на структурата бързо изчезва.

Силите на междуатомно и междумолекулно действие определят средното разстояние между частиците. Водните молекули са изградени от кислородни и водородни атоми, където кислородните атоми на една молекула се привличат към водородните атоми на друга молекула. Образуват се водородни връзки, което придава на водата определени свойства на течливост, докато структурата на самата вода е почти идентична със структурата на кристала. С помощта на многобройни експерименти фактът, че водата сама задава своя собствена структура в свободен обем.

При свързване на вода към твърди повърхности структурата на водата започва да се комбинира със структурата на повърхността. Тъй като структурата на граничния воден слой остава непроменена, неговите физически свойства започват да се променят. Вискозитетът на водата се променя. Става възможно разтварянето на вещества с определена структура и свойства. Водата първоначално е бистра, безцветна течност. Физически свойстваводата може да се нарече аномална, тъй като има доста висока точка на кипене и замръзване.

Водата има повърхностно напрежение. Например, има необичайно високи точки на замръзване и кипене, както и повърхностно напрежение. Специфичното изпарение и топене на водата е много по-високо от това на всички други вещества. Удивителна особеност е, че плътността на водата е по-висока от плътността на леда, което позволява на леда да се носи на повърхността на водата. Всички тези прекрасни свойства на водата като течност отново се обясняват със съществуването в нея на онези водородни връзки, които свързват молекулите.

Структурата на водна молекула от три атома в геометрична проекциятетраедър води до много силно взаимно привличане на водните молекули една към друга. Всичко е свързано с водородните връзки на молекулите, защото всяка молекула може да образува четири абсолютно еднакви водородни връзкис други водни молекули. Този факт обяснява защо водата е течна.

Не е тайна, че прясна водана

В природата, техниката и ежедневието често наблюдаваме превръщането на течни и твърди тела в газообразно състояние. В ясен летен ден локвите, останали след дъжд, мокрото бельо бързо изсъхват. Намалявайки с времето, парчета сух лед изчезват, парчета нафталин се „топят“, с които изливаме вълнени неща и т.н. Във всички тези случаи се наблюдава изпаряване - преминаване на веществата в газообразно състояние - пара.

Има два начина течността да премине в газообразно състояние: изпаряване и кипене. Изпарението става от отворена свободна повърхност, която разделя течността от газа, например от повърхността на отворен съд, от повърхността на резервоар и т.н. Изпарението става при всяка температура, но за всяка течност скоростта му се увеличава с повишаване на температурата. Обемът, зает от дадена маса материя, се увеличава рязко по време на изпарението.

Трябва да се разграничат два основни случая. Първият е, когато изпарението става в затворен съд и температурата във всички точки на съда е еднаква. Например водата се изпарява в парен котел или в чайник с капак, ако температурата на водата и парата е под точката на кипене. В този случай обемът на генерираната пара е ограничен от пространството на съда. Налягането на парите достига определена гранична стойност, при която е в топлинно равновесие с течността; такава пара се нарича наситена, а нейното налягане се нарича парно налягане.

Вторият случай е, когато пространството над течността не е затворено; така водата се изпарява от повърхността на езерото. Тук почти никога не се достига равновесие и парата е ненаситена, а скоростта на изпарение зависи от много фактори.

Мярка за скоростта на изпарение е количеството вещество, което отлита за единица време от единица свободна повърхност на течността. Джон Далтън, английски физики химик, началото на XIXвек установи, че скоростта на изпарение е пропорционална на разликата между налягането на наситената пара при температурата на изпаряващата се течност и действителното налягане на истинската пара, която съществува над течността. Ако течността и парата са в равновесие, тогава скоростта на изпарение е нула. Точно така се случва, но със същата скорост протича и обратният процес - кондензацията. Скоростта на изпарение също зависи от това дали се случва в спокойна атмосфераили се движат; скоростта му се увеличава, ако получената пара се издуха от въздушен поток или се изпомпва от помпа.

Ако се получи изпарение от течен разтвор, тогава различни веществасе изпаряват с различни скорости. Скоростта на изпарение на дадено вещество намалява с увеличаване на налягането на пространствените газове, като въздуха. Поради това се получава изпарение в празнотата максимална скорост. Напротив, добавяне на външен човек към кораба инертен газ, изпарението може да се забави значително. .

По време на изпаряването молекулите, излизащи от течността, трябва да преодолеят привличането на съседни молекули и да вършат работа срещу молекулите, които ги задържат повърхностен слойсили на повърхностно напрежение. Следователно, за да се получи изпарение, трябва да се придаде топлина на изпаряващото се вещество, като се извлече от запаса от вътрешна енергия на самата течност или като се отнеме от околните тела. Количеството топлина, което трябва да се предаде на течност при дадена температура и налягане, за да се превърне в пара при тази температура и налягане, се нарича топлина на изпаряване. Налягането на парите се увеличава с повишаване на температурата, колкото по-силно е, толкова по-голяма е топлината на изпарение.

Ако изпаряващата се течност не доставя топлина отвън или не е достатъчна, за да я достави, тогава течността се охлажда. Принуждавайки течност, поставена в съд с непроводими стени, да се изпарява интензивно, е възможно да се постигне значително охлаждане. Според кинетична теория, по време на изпаряване по-бързите молекули излизат от повърхността на течността, средната енергия на молекулите, оставащи в течността, намалява.

Изпарението се придружава от намаляване на количеството на веществото и намаляване на неговата температура. Когато течността се изпари, някои от най-бързо движещите се молекули могат да излетят от повърхностния слой. Тези молекули имат кинетична енергия, по-голяма или равна на работата, която трябва да бъде извършена срещу кохезионните сили, които ги държат вътре в течността. В този случай се определя температурата на течността Средната скоростслучайно движение на молекули, намалява. Понижаването на температурата на течността показва това вътрешна енергияизпаряващата се течност намалява. Част от тази енергия се изразходва за преодоляване на кохезионните сили и за разширяващата се пара, която извършва работа срещу външен натиск. От друга страна, има увеличение на вътрешната енергия на тази част от веществото, което се е превърнало в пара поради увеличаване на разстоянието между молекулите на парата в сравнение с разстоянието между молекулите на течността. Следователно вътрешната енергия на единица маса пара е по-голяма от вътрешната енергия на единица маса течност при същата температура.

Понякога изпарението се нарича също сублимация или сублимация, тоест преход твърдов газообразно състояние, без да преминава през течния етап. Почти всичките им модели са наистина сходни. Топлината на сублимация е по-голяма от топлината на изпаряване приблизително с топлината на топене.

При температури под точката на топене налягането на наситените пари на повечето твърди вещества е много ниско и тяхното изпарение практически липсва. Има обаче и изключения. И така, водата при 0 ° C има налягане на наситените пари от 4,58 mm Hg, а ледът при - 1 ° C - 4,22 mm Hg. и дори при - 10 ° C - 1,98 mm Hg.

Това сравнително голямо налягане на водните пари обяснява лесно наблюдаваното изпарение твърд лед, по-специално, добре известният факт за сушене на мокро пране на студено. Изпарение твърдо тяломоже да се наблюдава и при изпаряване изкуствен лед, нафталин, сняг.

Феноменът на изпарението е в основата на дестилацията, един от най-разпространените методи химическа технология. Дестилацията е процес на разделяне на многокомпонентни течни смеси чрез частично изпаряване и последваща кондензация на парите. В резултат на този процес течните смеси се разделят на отделни фракции, които се различават по състав и точки на кипене.

Физическо явление - кипене

Вторият метод на изпаряване е кипенето, което, за разлика от изпарението, се характеризира с факта, че образуването на пара се извършва не само на повърхността, но и в цялата маса на течността. Кипенето става възможно, ако налягането на наситените пари на течността се изравни с външното налягане. Ето защо дадена течност, намирайки се под дадено външно налягане, кипи при доста определена температура. Обикновено точката на кипене се дава за атмосферно налягане. Например вода при атмосферно наляганекипи при 373 K или 100°C.

Разлика в точката на кипене различни веществанамира приложение в технологията за така наречената дестилация на смеси, чиито компоненти се различават значително по точка на кипене, например за дестилация на петролни продукти.

Зависимостта на точката на кипене от налягането се обяснява с факта, че външното налягане предотвратява растежа на мехурчета от пара вътре в течността.Следователно при повишено налягане течността кипи по-високо висока температура. Когато налягането се промени, точката на кипене се променя в по-широк диапазон от точката на топене.

Варенето е специален видизпаряване, различно от изпаряване. Външни знацикипене: по стените на съда се появяват голям броймалки мехурчета; обемът на мехурчетата се увеличава и повдигащата сила започва да влияе; вътре в течността има повече или по-малко бурни и неправилни движения на мехурчетата. Пукане на мехурчета на повърхността Процесът на плаване, разрушаване на мехурчета, пълни с въздух и пара на повърхността на течността, се характеризира с кипене. Течностите имат свои собствени точки на кипене.

Мехурчета, образувани, когато течността кипи най-лесно върху мехурчета от въздух или други газове, които обикновено присъстват в течността. Такива мехурчета - центрове на кипене - често се залепват по стените на съда, тъй като кипенето започва по-рано по стените.

Въздушните мехурчета съдържат водна пара. Поради множеството мехурчета повърхността на изпарение на течността рязко се увеличава. Образуването на пара става в целия обем на съда. Следователно и характеристикикипене: бълбукане, рязко увеличениеколичество пара, спиране на повишаването на температурата до пълно кипене.

Но ако течността не съдържа газове, тогава образуването на парни мехурчета в нея е трудно. Такава течност може да се прегрее, тоест да се нагрее над точката на кипене, без да заври. Ако в такава прегрята течност се въведе незначително количество газ или твърди частици, по чиято повърхност е полепнал въздух, тя моментално ще закипи експлозивно. След това температурата на течността пада до точката на кипене. Подобни явлениямогат да причинят експлозии в парни котли, така че те трябва да бъдат предупредени. Още през 1924 г. Ф. Кендрик и неговите колеги успяха да нагреят при нормално атмосферно налягане течна водадо 270ºC. При тази температура равновесното налягане на водната пара е 54 atm. От гореизложеното следва, че процесите на кипене могат да се контролират чрез увеличаване или намаляване на налягането, както и чрез намаляване на броя на "семената". Съвременни изследванияпоказват, че в идеалния случай водата се нагрява до около 300ºC, след което моментално става мътна и експлодира с образуването на бързо разширяваща се смес от пара-вода.

По този начин кипенето, подобно на изпарението, е изпаряване. Изпарението става от повърхността на течност при всяка температура и всякаква външен натиск, а кипенето е изпаряване в целия обем на течност при температура, определена за всяко вещество, в зависимост от външното налягане.

За да не се променя температурата на изпаряващата се течност, към течността трябва да се подадат определени количества топлина. Физическо количество, показваща количеството топлина, необходимо за превръщане на течност с маса 1 kg в пара без промяна на температурата, се нарича специфична топлина на изпаряване. Тази стойност се обозначава с буквата L, измерена с J / kg. = J/kg

Кондензация на пара - обратен процес на изпаряване Явлението изпарение и кондензация обясняват кръговрата на водата в природата, образуването на мъгла, роса.

Количеството топлина, което парата отделя при кондензация, се определя по същата формула. = Дж

Експериментално е установено, че напр. специфична топлинаизпаряването на вода при 100°C е равно на 2,3 106J/kg, т.е. за превръщането на вода с маса 1 kg в пара при точка на кипене 100°C е необходима 2,3 106J енергия.

Влажност на въздуха

Поради всички видове изпарение, атмосферата на нашата планета съдържа голяма сумаводна пара, особено в най-близките до земята слоеве. Наличието на водни пари във въздуха е необходимо условие за съществуването на живот Глобусът. Въпреки това, за животно флоракакто сухият, така и прекалено влажният въздух са неблагоприятни. Умерената влажност създава необходимо условиеза нормален животи човешки дейности. Излишната влага е вредна производствени процеси, при складиране на продукти и материали. Как да оцените степента на влажност на въздуха, т.е. количеството водна пара, което съдържа? Такава оценка е особено важна за прогнозирането на времето, тъй като съдържанието на водни пари в атмосферата е едно от критични факторикоито определят времето. Без да се знае влажността на въздуха, е невъзможно да се направи прогноза метеорологични условиятолкова необходим за селско стопанство, транспорт, редица други отрасли Национална икономика. За да разберете колко пара се съдържа във въздуха, по принцип прекарайте определен обем въздух през вещество, което абсорбира водна пара, и така намерете масата на парата, съдържаща се в 1 m3 въздух.

Стойността, измерена чрез количеството водна пара, съдържаща се в 1 cm3 въздух, се нарича абсолютна влажност на въздуха. С други думи, абсолютната влажност се измерва чрез плътността на водните пари във въздуха.

На практика е много трудно да се измери количеството пара, съдържащо се в 1 m3 въздух. Но се оказа, че числова стойност абсолютна влажностсе различава малко от парциалното налягане на водната пара при същите условия, измерено в милиметри живачен стълб. Парциалното налягане на газ е много по-лесно за измерване, следователно в метеорологията абсолютната влажност на въздуха обикновено се нарича парциалното налягане на водните пари, съдържащи се в него при дадена температура, измерено в милиметри живачен стълб.

Но, знаейки абсолютната влажност на въздуха, все още е невъзможно да се определи колко е сух или влажен, тъй като последният също зависи от температурата. Ако температурата е ниска, тогава дадено количество водна пара във въздуха може да бъде много близо до насищане, т.е. въздухът ще бъде влажен. При по-висока температура същото количество водна пара е далеч от насищане и въздухът е сух.

За да се прецени степента на влажност на въздуха, е важно да се знае дали водните пари в него са близо или далеч от насищането. За тази цел концепцията относителна влажност.

Относителната влажност е стойността, измерена чрез отношението на абсолютната влажност към количеството пара, необходимо за насищане на 1 m 3 въздух при тази температура. Обикновено се изразява като процент. С други думи, относителната влажност на въздуха показва какъв процент е абсолютната влажност на плътността на водните пари, насищащи въздуха при дадена температура:

В метеорологията относителната влажност е величина, измерена чрез отношението на парциалното налягане на водните пари. Съдържащи се във въздуха, налягането на водните пари, насищащи въздуха при същата температура.

Относителната влажност зависи не само от абсолютната влажност, но и от температурата. Ако количеството водна пара във въздуха не се променя, тогава относителната влажност се увеличава с намаляване на температурата, тъй като колкото по-ниска е температурата, толкова по-близо е водната пара до насищане. За да изчислите относителната влажност, използвайте стойностите, дадени в съответните таблици.

Водата е разтворител

Водата е добър разтворител. Решенията се наричат хомогенни системи, състоящ се от молекули на разтворителя и частици разтворено вещество, между които физични и химични взаимодействия. Например: механично смесване е физическо явление, нагряването при разтваряне на сярна киселина във вода е химично явление.

Суспензиите са суспензии, в които малки частицитвърдите вещества са равномерно разпределени между водните молекули. Например: смес от глина и вода.

Емулсиите са суспензии, в които малки капчици течност са равномерно разпределени между молекулите на друга течност. Например: разбъркване на керосин, бензин и растително маслос вода.

Решението, в което дадено веществопри дадена температура, то вече не се разтваря, се нарича наситен, а разтвор, в който веществото все още може да се разтвори, се нарича ненаситен.

Разтворимостта се определя от масата на веществото, масата на веществото, което може да се разтвори в 1000 ml разтворител при дадена температура.

Масовата част на разтвореното вещество е съотношението на масата на разтвореното вещество към масата на разтвора.