Что быстрее испарится вода или спирт почему

почему Спирт испаряются быстрей чем вода. почему

се знают, что если развесить выстиранное белье, то оно высохнет. И так же очевидно, что мокрый тротуар после дождя обязательно станет сухим.

Испарение — это процесс, при котором жидкость постепенно переходит в воздух в форме пара или газа. Все жидкости испаряются с разной скоростью. Спирт, аммиак и керосин испаряются быстрей воды.

Есть две силы, воздействующие на молекулы, из которых состоят все вещества. Первая — это сцепление, которое удерживает их между собой. Другая — тепловое движение молекул, которое заставляет их разлетаться в разные стороны. Когда эти две силы уравновешены, мы имеем жидкость.

На поверхности жидкости ее молекулы находятся в движении. Эти молекулы, которые движутся быстрей соседних, находящихся внизу, могут улетать в воздух, преодолевая силы сцепления. Это и является испарением.

Когда жидкость подогрета, испарение происходит быстрей. Так происходит потому, что в теплой жидкости скорость движения молекул больше, больше молекул имеет шанс покинуть жидкость. В закрытом сосуде испарение отсутствует. Так случается потому, что количество молекул в паре достигает определенного уровня. Тогда количество молекул, покидающих жидкость, будет равно количеству молекул, вернувшихся в нее. Когда это происходит, мы можем сказать, что пар достиг точки насыщения.

Когда воздух над жидкостью движется, скорость испарения увеличивается. Чем больше поверхность испаряющейся жидкости, тем быстрее происходит испарение. Вода в круглой сковородке испарится быстрей, чем в высоком кувшине.

Источник

Исследовательская работа на тему «От чего зависит скорость испарения жидкости»

МКОУ «Предивинская СОШ», учитель начальных классов

Помощь в подборе литературы, составлении презентации

пос. Предивинск, ул. Комсомольская, дом 37, кв. 2

2. 1. Строение вещества и агрегатные состояния веществ

2.2. Испарение и его механизм

2.3. От чего зависит скорость испарения жидкостей?

2.4. Волшебная капелька или экспериментальная часть работы

4. Список используемых источников

5.1. Результаты экспериментальной деятельности

В окружающей среде испарение происходит постоянно. Это явление играет важную роль в формировании природы Земли и жизни практически всех организмов, включая людей.

Испарение происходит непрерывно со всей поверхности нашей планеты, которая покрыта водой, а это 71% всей поверхности Земли, и поэтому именно этот процесс определяет климат Земли. Более того, содержание водяного пара (основного парникового газа) в атмосфере, изменяется в результате испарения. Его концентрация в воздухе может достигать целых 4%, а это очень даже много. По различным оценкам, если бы не было паров воды в воздухе, температура на Земле упала бы на 20-30 градусов.

Для живого организма важную роль играет потоотделение, оно обеспечивает постоянство температуры тела человека или животного. За счет испарения пота уменьшается температура тела, благодаря этому организм охлаждается.

Толстые и колючие кусты не похожи на другие растения. Семейство этих колючих уродцев живет в основном в пустынях, там, где мало влаги, и если у всех развивается пластинка листа, то у кактуса развивается основание. Здесь и накапливается сокровище – вода. Отсутствие листьев — это приспособление к засушливому климату. Чтобы меньше испарять влаги, кактусы покрылись толстой кожицей, поверх которой находится слой воска, или густой волосяной покров. Самые крупные кактусы накапливают до двух тысяч литров воды.

Процесс испарения — это очень интересное физико-химическое явление, его интересно наблюдать:

1. лужи, образовавшиеся после дождя летом, высыхают быстрее, чем осенью, когда уже холодно;

2. если развесить выстиранное бельё, то оно высохнет быстрее в жаркую ветреную погоду;

3. канистру с бензином нельзя оставлять открытой, он исчезнет;

4. постные щи остынут быстрее, чем жирные;

5. налитый чай в блюдце остынет быстрее, чем в кружке.

Не осталась в стороне и я. В данной работе мне хотелось уделить внимание процессу испарения, изучить его с точки зрения физики и ее законов:

1. Как именно и почему происходит испарение жидкостей?

2. От каких факторов зависит испарение жидкостей?

Я решила найти ответы на все эти вопросы. И выдвинула следующую гипотезу : т.к. испарение — это процесс покидания молекул с поверхности жидкости, значит должна существовать зависимость скорости испарения от внешних факторов.

Таким образом, целью моей работы стало: выявить факторы, влияющие на скорость испарения жидкостей.

Для достижения поставленной цели мне необходимо выполнить следующие задачи :

1. описать процесс испарения;

2. объяснить причины возникновения процесса испарения, как физико-химического явления;

3. исследовать процесс испарения в бытовых условиях.

В данной работе мы будем использовать следующие методы исследования: изучение литературы, наблюдение, исследование, сравнение, обобщение и анализ.

Оборудование и материалы: набор стеклянной посуды с различной жидкостью (сок, спирт, вода, подсолнечное масло); стекло, секундомер, пипетка, электрический чайник, вентилятор (электрический фен), промокательная бумага (салфетка).

2.1. Строение вещества и агрегатные состояния веществ

В 1 веке до нашей эры римский поэт Тит Лукреций Кар в своей знаменитой поэме «О природе вещей» писал:

«И, наконец, на морском берегу, разбивающем волны,

Платье сыреет всегда, а на солнце, вися, оно сохнет.

Видеть, однако, нельзя, как влага на нем оседает,

Да и не видно того, как она исчезает от зноя.

Значит, дробится вода на такие мельчайшие части,

Что недоступны они совершенно для нашего глаза».

Капельки, снежинки, лёд — это то, что мы видим. Но они состоят из других очень, очень маленьких частиц. Таких маленьких, что ни наши глаза, ни глаза животных и птиц их не видят. Из таких же малюсеньких частиц состоит всё: и машины, и деревья, и люди, и звери, и реки, и воздух, и Луна, и Солнце, и наша планета Земля. Их называют молекулами.

Значит, все тела состоят из молекул, они движутся с разными скоростями. В зависимости от того, как молекулы соединяются и на каком расстоянии друг от друга находятся, образуются разные вещества: твердые, жидкие, газообразные.

Возьму карандаш, попробую его сломать. Для этого мне необходимо приложить некоторое усилие.

Следовательно, в твердом веществе молекулы знают своё место, и очень плотно присоединены друг к другу, поэтому твердое тело сохраняет свою форму.

Перелью воду из колбы в стакан, возьму воду рукой. Молекулы воды разъединились. Значит, в жидких веществах молекулы находятся на некотором расстоянии друг от друга и не подчиняются строгой дисциплине. Поэтому жидкость не сохраняет форму, а просто течет.

В газах молекулы находятся далеко друг от друга, между ними нет никакого сцепления. Поэтому молекулы газов при малейшей возможности разлетаются кто куда. Следовательно, газы не сохраняют ни форму, ни объём.

2.2. Испарение и его механизм

Испарение — это процесс перехода жидкости в пар, происходящий с её поверхности и при любой температуре.

Испарение происходит с поверхности воды, почвы, растительности, льда, снега и т.д.

Механизм протекания процесса испарения можно объяснить следующим образом. Молекулы жидкости при одной и той же температуре движутся с разными скоростями. От поверхности жидкости могут оторваться только молекулы, имеющие очень большую скорость. Это позволяет им преодолеть силы притяжения с молекулами нижних слоев. Таким образом, жидкость покидают самые быстрые молекулы, а в жидкости остаются молекулы, которые движутся с меньшими скоростями. У оставшихся молекул жидкости при соударениях меняются скорости. Некоторые из молекул приобретают при этом скорость, достаточную для того, чтоб, оказавшись у поверхности, вылететь из жидкости. Этот процесс продолжается, поэтому жидкость испаряется постоянно и постепенно.

2.3. От чего зависит скорость испарения жидкостей?

Т.к. испарение — это процесс покидания молекул с поверхности жидкости, значит должна существовать зависимость скорости испарения от внешних факторов.

Для этого мы можем провести следующие опыты (эксперименты).

1. Так как с повышением температуры жидкости увеличивается скорость движения молекул, а значит, увеличивается число ударов между молекулами.

Это приводит к увеличению числа молекул, покидающих поверхность жидкостью Эксперимент 1. На стекле 2 капли воды: горячей (1) и холодной (2). Секундомером замеряется время испарения капель.

Таким образом, скорость испарения жидкости зависит от её температуры.

2. Все жидкости состоят из молекул, между которыми существуют силы притяжения. Но у одних жидкостей они сильнее, а у других слабее.

Быстро испаряются летучие жидкости, в которых силы между молекулами малы, например, эфир, спирт, бензин.

Эксперимент 2. На стекло наносятся капли различных жидкостей: воды, спирта, сока и подсолнечного масла. Секундомером определяется время испарения каждой жидкости.

Таким образом, скорость испарения зависит от рода жидкостей.

3. Жидкость испаряется с поверхности, а чем больше площадь свободной поверхности, тем большее количество молекул одновременно вылетает в воздух.

Эксперимент 3. Пипеткой капнуть воду на стекло и на лист промокательной бумаги. Засечь время испарения жидкости со стекла и бумаги.

Следовательно, скорость испарения зависит от площади поверхности жидкости.

4. Отдельные молекулы жидкости, попавшие в воздух, могут упасть обратно в жидкость, но если есть ветер, то он снесет эти молекулы в сторону.

Ведь ветер (поток воздуха) уносит образующийся пар над поверхностью высыхающей жидкости, освобождая место для новых молекул, стремящихся покинуть жидкость.

Эксперимент 4. Нанести две одинаковые капли воды на 2 листа бумаги. Обдуть феном один из листов и замерить время высыхания капель.

Значит, скорость испарения жидкости зависит от потока воздуха над жидкостью (ветра).

2.4. Волшебная капелька или экспериментальная часть работы

Измеряя время испарения капель воды с поверхности стекла при нагревании и при комнатной температуре, были получены следующие результаты. Через время t=139 секунд капля горячей воды исчезла, а другая капля (капля холодной воды) при комнатной температуре осталась неизменной. Таблица результатов и диаграмма зависимости скорости испарения от температуры выглядит следующим образом:

Измеряя время испарения каплей различных жидкостей с поверхности стекла, были получены следующие результаты.

Первым испарился спирт (61 сек), затем вода (145 сек), потом сок (280 сек). Самой последней испарилась капля подсолнечного масла (1264 сек). Таблица с измерениями и диаграмма зависимости скорости испарения от рода жидкости:

Измеряя время испарения капли воды различной площади поверхности (с поверхности стекла и бумаги), были получены следующие результаты: с поверхности бумаги (салфетки) вода испаряется быстрее (95 сек), чем на стекле (145 сек). Таблица с измерениями и диаграмма зависимости скорости испарения от площади поверхности

Измеряя время испарения капли воды на бумаге и на бумаге обдуваемой ветром, были получены следующие результаты: обдуваемый лист бумаги высох быстрее (всего лишь за 45 сек), чем обыкновенный лист (95 сек). Таблица с измерениями и диаграмма зависимости скорости испарения от температуры воздуха

Работая над темой, я нашли ответы на свои вопросы. Я узнали, как происходит испарение, что скорость испарения жидкостей различна.

Опыты, которые я провела, были очень интересными и позволили мне сделать следующие вывод.

Скорость испарения жидкости зависит от:

— температуры (с увеличением температуры увеличивается скорость испарения жидкостей и наоборот);

— рода вещества (чем меньше взаимодействие между молекулами жидкости, тем больше скорость испарения);

— площади поверхности жидкости (с увеличением площади свободной поверхности жидкости увеличивается скорость протекания процесса испарения и наоборот);

— скорости ветра (скорость протекания испарения увеличивается вместе с увеличением движения скорости воздушных масс).

Люди активно используют процесс испарения в своей жизни, применяют его в производстве различных механизмов и машин, используют в быту (приложение):

— так, ремонт лучше производить летом, т.к краска на прогретых стенах быстрее высыхает;

— жители северных районов смазывают лицо жиром, зимой рекомендуется пользоваться жирными кремами;

— канистру с бензином нельзя оставлять открытой, он исчезнет;

— чтобы остудить чай, его достаточно перелить в блюдце. Налитый чай в блюдце остынет быстрее, чем в кружке;

— если развесить выстиранное бельё, то оно высохнет быстрее в жаркую ветреную погоду.

В природе процесс испарения происходит вне зависимости от деятельности человека и задача людей — не нарушать этот процесс. Для этого необходимо любить природу и любить нашу Землю!

Проделав данную работу, я сделала для себя много открытий касательно процесса испарения. И с ейчас я всегда обращаю внимание на испарение, происходящее в природе или в жизни человека, и я рада, что уже так много знаю о нем!

4. Список используемых источников

Детская Энциклопедия, прил. к журналу «АиФ», 2005 г.

Скорость испарения жидкости зависит от её температуры ( с увеличением температуры увеличивается скорость испарения жидкостей и наоборот)

Ремонт лучше производить летом, т.к краска на прогретых стенах быстрее высыхает.

Масляные пятна на асфальте остаются, а водяные исчезают.

Все жидкости состоят из молекул, между которыми существуют силы притяжения. Но у одних жидкостей они сильнее, а у других слабее. Быстро испаряются летучие жидкости, в которых силы между молекулами малы (например, эфир, спирт, бензин)

Скорость испарения зависит от рода жидкостей ( чем меньше взаимодействие между молекулами жидкости, тем больше скорость испарения)

Постные щи остынут быстрее, чем жирные.

Жители северных районов смазывают лицо жиром, зимой рекомендуется пользоваться жирными кремами.

Канистру с бензином нельзя оставлять открытой, он исчезнет.

В экваториальных лесах растения имеют огромные листья, а в пустыне листочки заменяют колючки.

Жидкость испаряется с поверхности, а чем больше площадь свободной поверхности, тем большее количество молекул одновременно вылетает в воздух.

Эксперимент 3

Скорость испарения зависит от площади поверхности жидкости ( с увеличением площади свободной поверхности жидкости увеличивается скорость протекания процесса испарения и наоборот)

Чтобы остудить чай, его достаточно перелить в блюдце. Налитый чай в блюдце остынет быстрее, чем в кружке.

Сено высыхает быстрее в жаркую и ветреную погоду.

Отдельные молекулы жидкости, попавшие в воздух, могут упасть обратно в жидкость, но если есть ветер, то он снесет эти молекулы в сторону.

Ведь ветер (поток воздуха) уносит образующийся пар над поверхностью высыхающей жидкости, освобождая место для новых молекул, стремящихся покинуть жидкость.

Значит, скорость испарения жидкости зависит от потока воздуха над жидкостью (ветра).

Если развесить выстиранное бельё, то оно высохнет быстрее в жаркую ветреную погоду

Дуем, когда пьем горячий чай и кушаем горячий суп.

Источник

Парообразование

Почему исчезают лужи после дождя? Вода постепенно испаряется. А почему пахнет мыло? Ответ тот же: мыло испаряется, и его частицы попадают к нам в нос. Испарение с поверхности твердых и жидких веществ, а также кипение жидкостей в физике имеют общее название – парообразование. Пронаблюдаем за ним на опытах.

Опыт 1. В две мензурки нальем поровну воды. Воду из левой перельем в тарелку. Через несколько дней окажется, что в ней вода испарилась полностью, а в мензурке – лишь частично. Почему?

Испаряться могут только те молекулы, которые находятся вблизи поверхности жидкости (ведь с других сторон она окружена стенками сосуда). Поэтому большая площадь поверхности воды в тарелке способствует большему количеству вылетов молекул. Следовательно, испарение идет быстрее.

Итак, площадь свободной поверхности – первая причина, влияющая на скорость парообразования.

Опыт 2. Поставим на весы два стакана. В левый нальем кипятка, а в правый – столько же холодной воды. Сначала весы будут в равновесии. Но через 5-10 минут оно нарушится: стакан с горячей водой станет легче! Значит, горячая вода испаряется быстрее холодной.

МКТ объясняет это так. Вылететь из жидкости могут только те частицы, кинетическая энергия которых больше, чем потенциальная энергия притяжения к остальным частицам. При повышении температуры скорость движения всех частиц возрастает, следовательно, возрастает и их кинетическая энергия. Значит, большее количество частиц может вылететь из жидкости.

Итак, температура вещества – вторая причина, влияющая на скорость парообразования.

Опыт 3. Отправимся на кухню и выберем там миску и тарелку с одинаковыми диаметрами. В каждую из них нальем по стакану воды и поставим в спокойное место. Через несколько дней мы увидим, что вода из тарелки испарилась полностью, а из миски – лишь частично. Почему же так произошло? Ведь площади свободных поверхностей воды в миске и воды в тарелке одинаковы.

Взгляните на рисунок: края миски сильнее возвышаются над поверхностью воды, чем края тарелки. Поэтому пар над поверхностью тарелки быстрее рассеивается по комнате за счет диффузии или дуновений ветра. Следовательно, над водой в миске насыщенность (то есть плотность) пара заметно больше. Его молекулы, двигаясь во всевозможных направлениях, будут часто влетать обратно в воду, из-за чего испарение из миски замедляется.

Итак, плотность пара над поверхностью, с которой происходит парообразование – третья причина, влияющая на его скорость.

Опыт 4. В одинаковые стаканы нальем равное количество различных жидкостей: спирта, воды, масла и ртути. По прошествии примерно недели мы обнаружим, что спирт испарился полностью, вода – наполовину, а масло и ртуть практически не уменьшили своего объема.

Итак, род вещества – четвертая причина различной скорости парообразования.

С точки зрения МКТ это объясняется так. Частицы различных жидкостей неодинаково прочно связаны друг с другом (то есть неодинаково сильно притягиваются друг к другу). Например, молекулы масла или ионы ртути сильно взаимодействуют друг с другом. Энергия же взаимодействия молекул спирта или бензина значительно меньше, поэтому их отрыв друг от друга и переход в воздух происходит легче, и эти жидкости испаряются быстрее.

Источник

Испарение. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение ее при конденсации пара

Что такое испарение?

Классическое определение звучит так: испарение – это переход из жидкости в газ. При этом это термодинамический процесс, то есть такой, который происходит под воздействием температурных колебаний. Именно вследствие испарения количество любой жидкости в любой незакрытой емкости будет постепенно уменьшаться.

Какие же причины испарения? Физика объясняет это явление разницей температур на грани фазового перехода: жидкость обычно несколько холоднее окружающего воздуха. Если нет каких-то внешних влияний, испарение жидкостей происходит крайне медленно. Молекулы покидают жидкость вследствие диффузии, они переходят через полупроницаемую для жидкостей, но непроницаемую для газовых веществ поверхность раздела фаз массового потока.

Важно знать, что испарение всегда происходит только с поверхности жидкости, в этом основное отличие испарения от других форм парообразования. Атомы и молекулы испаряются не все сразу, а небольшими слоями, постепенно. Но, разумеется, со временем они могут испариться полностью.

Еще одной интересной особенностью испарения является тот факт, что оно может иметь разную направленность тепловых потоков. Они могут идти:

Направленность тепловых потоков при испарении зависит от характера жидкости, температуры окружающего воздуха и фазового раздела. Эти три величины и их соотношение формируют формулу испарения.

Испарение на молекулярном уровне

В жидкостях молекулы, хотя и расположены близко друг к другу, тем не менее, они не имеют твердой связи между собой, как в твердых телах. Поэтому они находятся в непрерывном движении, в ходе которого часто сталкиваются друг с другом, меняют свое направление и скорость своего движения. Часть молекул, которые оказались близко к поверхности могут и вовсе покинуть жидкость, если проникнут через зону фазового перехода. И тогда произойдет испарение. Как видите, обязательным условием для этого физического процесса является непрерывное движение молекул в жидкости. Если движущаяся молекула обладает достаточной кинетической энергией и скоростью, то она может преодолеть притяжение соседних частиц и вылететь на поверхность.

Почему же испарение усиливается при нагревании жидкости? При нагревании движение молекул в воде, или другой жидкости заметно ускоряется, и все больше молекул начинают гонять аки «Шумахеры», в результате вылетая на поверхность.

При этом в какой-то момент может произойти такое явление как «испарительное охлаждение жидкости», когда нагретую жидкость уже покинули все самые быстрые молекулы и происходит снижении температуры самой жидкости. В частности это явление объясняет, почему человеку, даже облитому теплой водой постепенно будет становиться холодно – все быстрые молекулы этой теплой воды испарятся, а оставшаяся вода быстро охладится без своих «молекул-гонщиков».

Кипение гейзеров, отличный пример испарения в природе.

Испарение и кипение: в чем отличие?

В начале статьи мы писали, что испарение особенно заметно при кипении воды, когда мы, к примеру, делаем себе чай. На самом деле испарение может происходить и без кипения, просто тогда оно не будет для нас заметно. Например, вода в речке или озере непрерывно испаряется, хотя мы этого и не замечаем. Что же касается кипения, то оно является, по сути, катализированным испарением, когда сам процесс становится заметным невооруженным глазом и во много раз ускоренным.

Но кипение происходит только при определенных температурах, причем в разных жидкостях разные температуры кипения (например, у воды температура кипения 100 °C), в то же время испарение происходит всегда, независимо от температуры жидкости. В этом и заключается их отличие.

Факторы, влияющие на скорость испарения

Учеными выделены такие основные факторы, которые имеют влияние на скорость испарения:

Испарение в организме человека, в животных и растениях

Аналогично это работает и у животных, а некоторые порой даже стремятся ускорить процесс испарения. Так, например собаки для этой цели в жаркую погоду открывают рот и высовывают язык. Именно гортань и язык собаки наиболее подходят для испарения влаги и охлаждения тела животного.

Что же касается растений, то и они обладают схожим механизмом. Во избежание перегрева на Солнце они запускают процесс испарения ранее поглощенной воды, таким образом, охлаждаясь. Именно поэтому очень важно в жаркую погоду усиленно поливать культурные растения, предотвращая их выгорание или засыхание, ведь в такие дни влага особенно нужна растениями не только для питания, но и для охлаждения.

Испарение в природе и окружающей среде

Роль испарения в природе просто огромна, так как без этого физического явления была бы невозможна сама Жизнь на нашей планете. Именно испарение лежит в основе естественного круговорота воды, который обеспечивает экосистему Земли необходимыми питательными элементами и разносит жизненно важную влагу по всему миру. Испарение воды с поверхности рек, озер, морей и океанов создает дождевые тучи, которые затем, проливаясь дождем, питают растения и деревья.

Именно благодаря испарению на Земле идут дожди, а о том, как они важны и как трудно без них приходится порой, спросите об этом жителей Северной Африки или Центральной Индии, которые часто страдают от засухи.

Испарение, видео

И в завершение образовательное видео по теме нашей статьи.

Как улетучивается жидкость

Молекулы жидкости расположены друг к другу практически впритык, и, несмотря на то, что связаны между собой силами притяжения, к определённым точкам не привязаны, а потому свободно перемещаются по всей площади вещества (они постоянно сталкиваются друг с другом и изменяют свою скорость).

Частицы, что уходят на поверхность, набирают во время движения темп, достаточный для того, чтобы покинуть вещество. Оказавшись наверху, своё движение они не останавливают и, преодолев притяжение нижних частиц, вылетают из воды, преобразовываясь в пар. При этом часть молекул из-за хаотического движения возвращается в жидкость, остальные уходят дальше, в атмосферу.

Цветные озера вулкана Келимуту

Испарение на этом не заканчивается, и на поверхность вырываются следующие молекулы (так происходит до тех пор, пока жидкость полностью не улетучивается).

Если речь идёт, например, о круговороте воды в природе, можно наблюдать за процессом конденсации, когда пар, сконцентрировавшись, при определённых условиях возвращается назад. Таким образом, испарение и конденсация в природе тесно связаны между собой, поскольку благодаря им осуществляется постоянный водообмен между землёй, сушей и атмосферой, благодаря чему окружающая среда снабжается огромным количеством полезных веществ.

Стоит заметить, что интенсивность испарения у каждого вещества различна, а потому основными физическими характеристиками, которые влияют на скорость испарения, являются:

Связь с человеком

Не менее велика роль испарения в жизнедеятельности человеческого организма: он борется с нагреванием посредством потоотделения. Испарение происходит обычно через кожу, а также через дыхательные пути. Это можно легко заметить во время болезни, когда температура тела поднимается или в период занятий спортом, когда повышается интенсивность испарения.

Если нагрузка невелика, из организма уходит от одного до двух литров жидкости в час, при более интенсивном занятии спортом, особенно когда температура внешней среды превышает 25 градусов, интенсивность испарения увеличивается и с потом может выйти от трёх до шести литров жидкости.

Через кожу и дыхательные пути вода не только покидает организм, но и поступает в него вместе с испарениями окружающей среды (не зря своим пациентам врачи часто прописывают отдых на море). К сожалению, вместе с полезными элементами в него нередко попадают и вредные частицы, среди них – химические вещества, вредные испарения, которые наносят здоровью непоправимый ущерб.

Град

Одни из них токсичны, другие, вызывают аллергию, третьи – канцерогенны, четвёртые вызывают онкологические и другие не менее опасные заболевания, при этом многие обладают сразу несколькими вредными свойствами. Вредные испарения оказываются в организме в основном через органы дыхания и кожу, после чего, оказавшись внутри, моментально всасываются в кровь и разносятся по всему телу, оказывая токсическое воздействие и вызывая серьёзные заболевания.

В данном случае много зависит от местности, где обитает человек (возле фабрики или завода), помещения, в котором живёт или работает, а также времени пребывания в опасных для здоровья условиях.

Вредные испарения могут попадать в организм из предметов быта, например, линолеума, мебели, окон и пр. Дабы сохранить жизнь и здоровье, таких ситуаций желательно избегать и наилучшим выходом будет покинуть опасную территорию, вплоть до обмена квартиры или работы, а при обустройстве жилища обращайте внимание на сертификаты качества покупаемых материалов.

Интересные факты о вулканах Африки

Секреты самых необычных природных явлений

Вулкан Фудзияма в Японии

Что такое молния и отчего возникает?

Все о наводнениях

Что делать при встрече с шаровой молнией? Красочные Амадины

Что делать при встрече с шаровой молнией?

Тайны Бермудского треугольника

Водоворот

Интересные факты о закате и восходе Солнца

Смерч

Грозные облака «Асператус»

Подумай, в каких трёх состояниях вода находится в природе.

Вода в природе может находиться в трёх состояниях.

Рассмотрите рисунок на с. 55. Что на нём показано? Что обозначают стрелки на этом рисунке? Расскажите, что происходит с частицами воды при образовании пара и льда.

На этом рисунке показано взаимное положение частиц воды, находящейся в разных состояниях.

Стрелки на рисунке показывают, что вода может переходить из одного состояния в другое в любом направлении, например жидкая вода может стать твёрдым льдом, который растаяв, станет жидкой водой.

При образовании льда расстояние между частицами уменьшается, и они соединяются в кристаллы.

При образовании пара, расстояние между частицами сильно увеличивается, и они разлетаются друг от друга.

С помощью рисунка объясните, почему при превращении в лёд вода расширяется. (Обратите внимание на особое расположение частиц льда и образующиеся между ними промежутки.)

Несмотря на то что расстояние между отдельными частицами воды при образовании льда уменьшается и они соединяются, между отдельными цепочками кристаллов образуются значительные промежутки. Эти промежутки больше, чем расстояние между частицами жидкой воды, а значит при образовании льда вода расширяется.

Как образуется водяной пар

Водяной пар образуется в результате «парообразования». Парообразование происходит в результате двух процессов – испарения или кипения. При испарении пар образуется только на поверхности вещества, при кипении же пар образуется по всему объему жидкости, о чем и свидетельствуют пузырьки, активно поднимающиеся вверх во время процесса кипения.

Кипение воды происходит при температурах которые зависят от химического состава водного раствора и атмосферного давления. Температура кипения остается неизменной на протяжении всего процесса.

Пар, образующийся в результате кипения, называется насыщенным. Насыщенный пар в свою очередь подразделяется на насыщенный сухой и насыщенный влажный пар. Насыщенный влажный пар состоит из взвешенных капелек воды, температура которых находится на уровне кипения, и соответственно самого пара, а насыщенный сухой пар не содержит капелек воды.

Так же существует «перегретый пар», который образуется при дальнейшем нагреве влажного пара, этот вид пара обладает более высокой температурой и более низкой плотностью.

С паром мы постоянно сталкиваем в ежедневной жизни, он появляется — над носиком чайника при кипении воды, при глажке, при посещении бани… Однако не забывайте, что, как мы уже отмечали выше, чистый водяной пар не имеет ни цвета, ни вкуса.

Благодаря своим физическим свойствам и качествам, пар уже давным-давно нашел свое практическое применение в хозяйственной деятельности человека. И не только в быту, но и при решении больших глобальных задач. Долгое время пар был главной движущей силой прогресса как в прямом, так и в переносном смысле этого выражения. Он использовался как рабочее тело паровых машин, самой известной из которых является ПАРОВОЗ.

Использование пара человеком

Пар и в наше время широко используется в хозяйственных и производственных нуждах:

Термодинамические свойства

Вода и водяной пар являются телами, активно работающими, например, в паровой турбине. Свойства полностью зависят от конструкции и остальных элементов турбины. С точки зрения свойств воды, она почти не сжимается и если изменить ее давление, то не изменится удельный объем и будет равен от 10-3 м3/кг. При нагревании энтальпия начинает пропорционально меняться. Нагревание в открытом сосуде вызывает поверхностный пар, поднимающийся кверху.

Молекулы воды разрывают свои связи, и расходуется теплота, происходит испарение. Влажный пар представлен в виде сухого пара и насыщенного пузырьками воды пара. Еще совсем недавно для паровой турбины использовали перегретый пар, который в турбине расширялся и становился влажным. Законы смешения определяют термодинамические свойства пара.

Какой цвет: белый или прозрачный

Многие люди задаются вопросом: водяной пар белый или прозрачный? Можно его увидеть?

В повседневной жизни при кипении воды в чайнике мы часто видим белый дымок, который вырывается из носика. Некоторые люди считают его паром. На самом деле – это туман (результат конденсации водяного пара).

Настоящий пар невидим глазу, он прозрачный, безвкусный. Не имеет постоянной формы, запаха.

Основное содержание наблюдается в нижних слоях атмосферы (тропосфера). Пар может переходить в жидкое состояние. Данное явление мы часто наблюдаем в повседневной жизни, когда оконные стекла в комнате запотевают. Это значит, что водяной пар в тёплом воздухе комнаты коснулся холодного стекла, сгустился и превратился в мельчайшие капельки воды. Явление называют конденсацией.

Водяной пар принимает непосредственное участие в круговороте воды в природе. С его помощью образуются: облака, тучи, туман. Наибольшее скопление наблюдается в тропосфере.

В настоящий момент пар часто используют для бытовых нужд и производства. Среди наиболее известных устройств с его применением можно отнести:

Жидкость — газ

Нагревание жидкости вызывает большой рост температуры, который постоянно увеличивается при нагревании, пока не достигнет максимальной точки. Выделяется огромное количество тепла, чтобы произошел этот процесс. Если газ начинает охлаждаться, его температура постепенно понижается и при пиковой точке через теплоту парообразования газ возвращается в жидкое состояние. Пар может превратиться в воду только при потере тепла. Например, при кипении воды на кухне на стекле образуется пар, и окна запотевают, как только помещение начнет терять температуру, пар теряется в равновесии и капельками скапливается на подоконнике.

Даже тело человека более чем на 60% состоит из воды, она участвует в биохимических реакциях. Вода выводит из организма вредные вещества и яды, регулирует температуру тела человека. Вода относится к главному источнику энергетических ресурсов, используется в ГЭС и превращает механическую энергию воды в электричество. Ученые почти всех стран занимались исследованием воды, проводили опыты и лабораторные работы. Пар – жидкость в равновесии это такое состояние, когда два вещества находятся в фазе газовая, а испарение равно скорости образования конденсата. Одним словом, это система превращения пар-вода. Теория равновесия достигается даже в относительно замкнутом состоянии, когда происходит контакт воды и паров без вмешательства. В 2011 году было открыто гигантское облако пара, и ученые Гарвард-Смитсоновского центра сделали доклад по описанию явления. Однозначно вода есть и в других галактиках, так как главными ее составляющими являются водород и кислород.

Диаграмма водяного пара

Чтобы отследить процесс наглядно, придумана диаграмма водяного пара, которая стала отличной заменой многочисленным таблицам и может определять величины в равновесии. Диаграмма составляется по таблице и не может быть точнее, ведь в таблице показатели идентичны, просто перенесены в виде определенного графика. Анализировать турбины лучше всего по T, s диаграмме, где осью абсцисс определена энтропия, а ординатой абсолютная температура. Линии по горизонтали на диаграмме обозначены изотермами, линии вертикальные называются изоэнтропами. Рассчитать анализ и работу турбины лучше всего подходит h, s –диаграмма. То, что в диаграмме выделено жирной линией обозначает сухой пар.

Вода превращается в пар при температуре

Понятие «водяной пар» характеризует свойство жидкости улетучиваться. Начало испарения — отрыв частичек воды от поверхности воды. Из жидкого агрегатного состояния молекулы переходят в газообразное. Превращение в газовую фазу происходит до момента насыщения, когда возникает равновесие между жидкой или твердой субстанцией и газом. Молекула воды не в силах оторваться от поверхности, если плотность достигает максимальной величины, газ становится насыщенным. Определить величину давления насыщения водяного пара можно для любой температуры. Даже лёд обладает способностью испаряться.

Когда говорят об испарении, уточняют градусы Цельсия, при которых начинается парообразование. При 100°С жидкость закипает только при атмосферном давлении 760 мм рт. столба. Чем ниже давление, тем свободнее отрываются частицы воды от поверхности, насыщая воздух. Снижение давления до 0,006 атмосфер (тройная точка) приводит к тому, что вода одновременно присутствует в трех фазовых состояниях: жидком, твердом, газообразном. Кипение воды в лабораторных условиях достигается без перехода в жидкое состояние. Происходит вскипание твердой фазы, процесс называется возгонкой. Лед трансформируется в газообразное состояние при температуре –0,1°С под давлением ниже тройной точки. Величину давления и плотности насыщенного водяного пара при различной температуре устанавливают экспериментальным путем.

Способность паров насыщать воздух характеризуется влажностью. Упругость водяного пара определяют прибором для измерения влажности, он называется психрометром. Измеряется парциальное давление водяных паров, находящихся в атмосферном воздухе.

Насыщенный водяной пар

Вернемся к эксперименту. Итак, у нас в закрытой банке жидкость. Что происходит? Испарение воды. Процесс начинается при низкой плотности воздуха. Благодаря пару, давление на поверхность жидкости возрастает, оно препятствует движению молекул. Их все меньше и меньше отрывается от воды. Наступает момент, когда образуются капли влаги. Этот процесс называется «конденсация». Когда скорость образования пара равна скорости конденсации, возникает термодинамическое равновесие. Пар в этот момент считается насыщенным. Жидкость и газ уравновешивают друг друга. Такое состояние достигается при определенных условиях, важные параметры:

Почему не учитывается объем банки? Он не меняет термодинамических свойств воды и водяного пара в состоянии насыщения. Допустим, крышка экспериментальной банки опустилась ниже, объем уменьшился. К чему это приведет? Пар будет ускоренно конденсироваться до момента равновесия. При увеличении объема ускорится парообразование, но замкнутая система опять придет в равновесное состояние.

Изучая термодинамику, легко понять, почему пар обжигает сильнее воды той же температуры. Что такое кипение? Состояние, при котором жидкая фаза активно превращается в парообразное состояние. Следовательно, происходит обратный процесс конденсации, он сопровождается выделением теплоты. За счет этого ожог от пара сильнее.

Удельная теплоемкость возрастает, если повышается температура воды. Процесс парообразования виден в момент кипения. При повышении давления температура газов достигает 200°С, это свойство используется в теплотехнике, горячим, вязким паром заполняют теплообменники.

Давление насыщенного водяного пара

Формула p=nkT указывает на прямую зависимость давления идеального газа (p) и его температуры (Т). Параметр n –число молекул, содержащихся в заданном объеме, характеризует плотность пара. Постоянная Больцмана k устанавливает взаимосвязь температуры с энергией образования вещества (энтальпия).

Пар нельзя сравнивать с идеальным газом. Его давление при повышении температуры растет быстрее из-за повышения плотности. Концентрация частиц в неизменном объеме возрастает. Эти особенности свойств водяного пара необходимо учитывать при расчетах давления насыщенного водяного пара. Если в идеальном газе возрастает энергия ударов молекул о стенки сосуда, то в насыщенном паре существенно возрастает число ударов за счет увеличения концентрации активных частиц.

Плотность насыщенного водяного пара

Плотностью называется отношение массы вещества к его объему. Этот параметр характеризует расстояние между отдельными молекулами. В жидкой фазе они сцепляются между собой, в твердой расположены симметрично относительно друг друга. В газообразном находятся на произвольном удаленном расстоянии, чем объясняется отличие плотности водяного пара от плотности воды.

Теперь подробно рассмотрим, какое влияние оказывает на плотность насыщенных водяных паров изменение температуры. Она непостоянна из-за изменения массы газообразной фазы:

По сути, она должна постоянно меняться, так как частицы воды непрерывно движутся, переходят из одного агрегатного состояния в другое. Но при динамическом равновесии концентрация неизменна: сколько молекул испарится, столько же конденсируется. Показатели устанавливаются экспериментально для каждой температуры. Их значения сведены в таблицы.

Источник