Испарение жидкостей в физике - формулы и определение с примерами

Испарение жидкостей:

Задумывались ли вы над вопросом: почему сохнет мокрая одежда? Почему в ветреную погоду она высыхает значительно быстрее, чем в безветренную? Попытаемся ответить на эти и некоторые другие вопросы.

Вспомним, что частицы вещества в любом его состоянии находятся в непрерывном движении. Модули и направления скорости меняются самым случайным образом. Молекула жидкости может получить большую скорость, соответственно большую кинетическую энергию. Такая молекула может преодолеть силы притяжения к другим молекулам и покинуть жидкость (рис. 58).

Так как молекулы с большой энергией в жидкости есть всегда, то со временем ее количество будет уменьшаться, а над жидкостью будет образовываться пар (газ).

Процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием. Различают два вида парообразования: испарение и кипение.

Что такое испарение

Испарение — это парообразование, идущее со свободной поверхности жидкости.

При испарении жидкость покидают молекулы с большей энергией. Энергия жидкости уменьшается. Значит, и ее температура уменьшается. Проверьте это на опыте. Каините на ладонь кайлю ацетона или эфира. Вы ощутите холод. Это происходит потому, что при испарении ацетон (эфир) охлаждается и забирает у ладони теплоту.

От чего зависит скорость испарения?

Проведем опыт. На стекло нанесем тампоном влажные пятна одинаковых размеров в такой последовательности: подсолнечное масло, вода, ацетон (эфир) (рис. 59, а).

Первым исчезнет пятно ацетона (рис. 59, б), затем воды. Масляное пятно сохраняется долго. Отсюда следует вывод, что скорость испарения у разных жидкостей неодинакова. Это и понятно: у разных жидкостей силы взаимодействия молекул неодинаковые. Продолжим опыт. Одну стеклянную пластинку возьмем холодную, а другую нагреем. Нанесем на них две одинаковые капли ацетона или воды (рис. 60, а). С нагретого стекла капля исчезнет быстрее, чем с холодного (рис. 60, б). Чем выше температура жидкости, тем больше скорость испарения.

А теперь капнем на стекло две капли ацетона. Размажем одну каплю так, чтобы образовалось пятно (рис. 61, а). Пятно ацетона испарится быстрее (рис. 61, б). Значит, чем больше площадь свободной поверхности жидкости, тем больше скорость испарения.

Наконец, на два стекла нанесем по капле ацетона, но одно стекло будем обмахивать картонным веером. Капля с этого стекла испарится быстрее. Почему? При испарении молекулы не только покидают поверхность жидкости, но и возвращаются обратно. Ветер же уносит вылетевшие молекулы. На этом основана, например, сушка волос феном (рис. 62).

• Заказать решение задач по физике

Для любознательных:

Процесс испарения находит практическое применение в технике. Именно благодаря испарению охлаждаются продукты в наших домашних холодильниках, холодильниках магазинов и вагонов-рефрижераторов. О механизме охлаждения вы узнаете в 10-м классе.

В космонавтике испарение вещества, которым покрывают спускаемый аппарат, охлаждает его и спасает от перегрева при попадании в плотные слои атмосферы.

А испаряются ли твердые вещества? Проведем следующий опыт. В пробирку, закрепленную на штативе, поместим кристаллики йода и будем нагревать ее в пламени спиртовки (рис. 63).

Через некоторое время кристаллики йода испарятся. Значит, твердые тела тоже испаряются.

Исчезает иней на деревьях (рис. 64). Белье высыхает даже при сильном морозе.

 

Главные выводы:

1. Испарение вызывает охлаждение жидкостей.
2. Испарение жидкостей происходит при любой температуре.
3. Скорость испарения зависит от рода жидкости, ее температуры, площади свободной поверхности и от притока воздуха (наличия ветра).