Испарение — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Конденсация водяного пара в воздухе над чашкой горячей воды

Испаре́ние — процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в парообразное или газообразное, происходящий на поверхности вещества. Процесс испарения является обратным процессу конденсации (переход из парообразного состояния в жидкое). При испарении с поверхности жидкости или твёрдого тела вылетают (отрываются) частицы (молекулы, атомы), при этом их кинетическая энергия должна быть достаточна для совершения работы, необходимой для преодоления сил притяжения со стороны других молекул жидкости.

Испарение твердого тела называется сублимацией (возгонкой), а парообразование в объёме жидкости — кипением. Испарение — эндотермический процесс, при котором поглощается теплота фазового перехода — теплота испарения, затрачиваемая на преодоление сил молекулярного сцепления в жидкой фазе и на работу расширения при превращении жидкости в пар.

Процесс испарения зависит от интенсивности теплового движения молекул: чем быстрее движутся молекулы, тем быстрее происходит испарение. Кроме того, на испарение влияет скорость внешней (по отношению к веществу) диффузии, а также свойства самого вещества: к примеру, спирты испаряются быстрее воды. Важным фактором является также площадь поверхности жидкости, с которой происходит испарение: из узкого стакана оно будет происходить медленнее, чем из широкой тарелки.

Рассмотрим данный процесс на молекулярном уровне: молекулы, обладающие достаточной энергией (скоростью) для преодоления притяжения соседних молекул (то есть самые быстрые), вырываются за границы вещества (жидкости). При этом средняя энергия оставшихся молекул становится меньше (жидкость остывает). Например, очень горячая жидкость: мы дуем на её поверхность, чтобы остудить, при этом мы ускоряем процесс испарения.

• Испарение // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Берман Л. Д. Испарительное охлаждение циркуляционной воды, 2 изд., М.-Л., 1957.
• Фукс Н. А. Испарение и рост капель в газообразной среде, М., 1958.
• Берд Р., Стьюарт В., Лайтфут Е. Явления переноса, пер. с англ., М., 1974.
• Берман Л. Д. Теоретические основы хим. технологии, 1974, т.8, № 6, с. 811-22.
• Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача, пер. с англ., М., 1982. Л. Д. Берман.

Установите соответствие парообразование

Удельная теплоемкость вещества выражает свойство тел равной массы
 (*ответ*) неодинаково нагреваться от одинакового количества теплоты неодинаково
 требовать разного кол-ва теплоты для перехода в газообразное состояние
 выделять различное количество теплоты при кристаллизации
 быстро остывать при охлаждении

Удельная теплоемкость обозначается буквой
 (*ответ*) c
 m
 t
 s
Удельная теплота парообразования характеризует свойство тел равной массы
 (*ответ*) требовать разного кол-ва теплоты для перехода в газообразное состояние
 неодинаково быстро остывать при охлаждении
 выделять различное количество теплоты при кристаллизации
 неодинаково нагреваться от одинакового количества теплоты
Удельная теплота плавления характеризует свойство тел равной массы
 (*ответ*) выделять различное количество теплоты при кристаллизации
 требовать разного кол-ва теплоты для перехода в газообразное состояние
 неодинаково быстро остывать при охлаждении
 неодинаково нагреваться от одинакового количества теплоты
Удельная теплота сгорания обозначается буквой
 (*ответ*) q
 S
 T
 m
Удельную теплоту плавления обозначают
 (*ответ*) λ
 α
 β
 γ
Упорядоченное движение заряженных частиц называется
 (*ответ*) Электрическим током
 Магнитным полем
 Прямолинейным движением
 вращением
Упорядоченное движение свободных электронов в металлах представляет собой
 (*ответ*) электрический ток
 магнитный ток
 потенциальную энергию
 кинетическую энергию
Установите соответствие
  удельная теплоемкость вещества < физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1 °С
  удельная теплота сгорания топлива < физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг
  удельной теплотой плавления < физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо сообщить кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления полностью перевести его в жидкое состояние
Установите соответствие
  формула для расчета количества теплоты которая пошла на нагревание тела < Q = cm (t2-t1)
  формула определения количества теплоты парообразования < чтобы вычислить количество теплоты Q, необходимое для превращения в пар жидкости любой массы, взятой при температуре кипения, нужно удельную теплоту парообразования L умножить на массу m: Q = L m
  единица измерения удельной теплоёмкости < 1Дж/1кг∙0С
Установите соответствие
  конденсация < явление превращения пара в жидкость
  коэффициент полезного действия двигателя – КПД < отношение совершенной полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя,  или  
  насыщенный пар < пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью
Установите соответствие
  парообразование < явление превращения жидкости в пар
  плавление < переход вещества из твердого состояния в жидкое
  проводники < тела, через которые электрические заряды могут переходить от заряженного тела к незаряженному
установите соответствие
  температура кипения < температура, при которой жидкость кипит
  температура плавления вещества < температура, при которой вещество плавится
  температура отвердевания или кристаллизации < температура, при которой вещество отвердевает (кристаллизуется)
  тепловое движение < беспорядочное движение частиц, из которых состоят тела

Испарение. Насыщенный и не насыщенный пар

Все замечали, что после дождя лужи постепенно высыхают. Конечно, это не значит, что вода просто пропала. Она постепенно испарилась, т.е. образовывался пар. Явление превращения жидкости в пар называется парообразованием. Однако, мы также знаем, что пар образовывается и при кипении. Значит, существует два способа парообразования: кипение и испарение.

Испарение происходит в результате того, что отдельные молекулы жидкости обладают большей кинетической энергии, чем остальные молекулы в среднем. Если такие отдельные молекулы в нужный момент окажутся у поверхности, то они могут вылететь из жидкости в виде пара.

Именно это и происходит в процессе испарения. Как мы знаем из бытового опыта, чем жарче, тем вода испаряется быстрее. Значит, скорость испарения зависит от температуры жидкости.

Логично предположить, что имеет значение и сам род жидкости (например, моторное масло испаряется значительно медленнее, чем вода). Заметим, что есть ещё один фактор, влияющий на скорость испарения: очевидно, что если на солнце поставить ведро и таз с одинаковым объёмом воды, то вода из таза будет испаряться быстрее, потому что на большую её часть будет воздействовать солнце. Поэтому, на скорость испарения жидкости влияет площадь её поверхности.

Не трудно догадаться, что существует и обратный процесс: переход из газообразного состояния в жидкое, который называется конденсацией.

Как и вылетевшие из жидкости молекулы превращаются в пар, также и молекулы пара, находясь рядом с поверхностью воды, могут замедлиться и превратится обратно в жидкость. Это происходит практически в любой закрытой ёмкости с жидкостью. Изначально, в ёмкости будет только жидкость, потом, какая-то часть молекул превратится в пар. Чуть позже некоторые молекулы вернутся в жидкость. Этот процесс будет повторяться снова и снова, однако, каждый раз количество молекул вылетевших из жидкости будет превышать количество вернувшихся молекул. Это приведёт к тому, что плотность пара будет постепенно увеличиваться, пока пар и жидкость ни придут к динамическому равновесию. Это состояние, когда количество молекул, превращающихся в пар, станет равным количеству молекул, возвращающихся обратно в жидкость.

Если пар находится в динамическом равновесии со своей жидкостью, то он называется насыщенным.

И наоборот: пар называется ненасыщенным, если он не находится в равновесии со своей жидкостью.

Очевидно, что в открытой ёмкости достигнуть динамического равновесия практически невозможно, поскольку большинство молекул пара попросту покидают ёмкость, и жидкость постепенно испаряется.

Физический диктант по теме «Фазовый переход пар-жидкость. Относительная влажность»

Физический диктант по теме «Насыщенный пар, кипение, влажность воздуха». Дополнить предложения или ответить на вопрос. Вариант 1 1.Явление превращения жидкости в пар называется… 2.Испарение происходит при… температуре. 3.Интенсивный переход жидкости в пар, происходящий с образованием пузырьков пара по всему объему жидкости при определенной температуре называется… 4.Явление превращение пара в жидкость называется… 5.Для разных веществ температура кипения… 6.С ростом внешнего давления температура кипения… 7. Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкость называют ….. 8. Каким уравнением описывается состояние НП? 9. Абсолютной влажность называется … водяного пара в воздухе. 10. Напишите формулу для нахождения относительной влажности воздуха.

Физический диктант по теме «Насыщенный пар, кипение, влажность воздуха». Дополнить предложения или ответить на вопрос. Вариант 2 1.Парообразование, происходящее с поверхности жидкости называется… 2.Назовите два способа перехода жидкости в газообразное состояние. 3.Скорость испарения зависит от … 4.Температура кипения – это температура, при которой жидкость … 5. При подъеме в гору температура кипения… 6. Давление пара, при котором жидкость находится в ……. со своим паром, называют давлением НП. 7. Если при сжатии пара не происходит его превращения в жидкость, то такой пар называют …… 8. Напишите формулу зависимости давления НП от температуры. 9. В каких единицах в системе СИ измеряется плотность водяного пара? 10. Каким прибором измеряют влажность воздуха?

ОТВЕТЫ

Физический диктант по теме

«Насыщенный пар, кипение, влажность воздуха».

Дополнить предложения или ответить на вопрос.

Вариант 1

1.Явление превращения жидкости в пар называется парообразованием.

2.Испарение происходит при любой температуре.

3.Интенсивный переход жидкости в пар, происходящий с образованием пузырьков пара по всему объему жидкости, при определенной температуре называется кипением.

4.Явление превращение пара в жидкость называется конденсацией.

5.Для разных веществ температура кипения разная.

6.С ростом внешнего давления температура кипения увеличивается.

7. Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью называют насыщенным.

8. Каким уравнением описывается состояние НП?

Уравнением Менделеева-Клапейрона pV=m/M *RT.

9. Абсолютной влажность называется плотность водяного пара в воздухе.

10. Напишите формулу для нахождения относительной влажности воздуха.

φ = Р/Рнп*100%

Физический диктант по теме

«Насыщенный пар, кипение, влажность воздуха».

Дополнить предложения или ответить на вопрос.

Вариант 2

1.Парообразование, происходящее с поверхности жидкости называется испарением.

2.Назовите два способа перехода жидкости в газообразное состояние. (испарение и кипение)

2.Скорость испарения зависит от (рода жидкости, температуры, площади поверхности).

4.Температура кипения – это температура, при которой жидкость кипит.

5. При подъеме в гору температура кипения уменьшатся.

6. Давление пара, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называют давлением НП.

7. Если при сжатии пара не происходит его превращения в жидкость, то такой пар называют ненасыщенным.

8. Напишите формулу зависимости давления НП от температуры.

Рнп = nkT

9. В каких единицах в системе СИ измеряется плотность водяного пара? Кг/м³

10. Каким прибором измеряют влажность воздуха? Психрометр.