Понаблюдав какая капля испарилась быстрее сделайте вывод как зависит скорость испарения

Обновлено: 07.07.2024

При одинаковой температуре быстрее испаряется та жидкость, молекулы которой притягиваются друг к другу с меньшей силой.

Через некоторый промежуток времени в первом стакане осталось жидкости меньше всего. В нашем случае это спирт.

При увеличении температуры жидкости кинетическая энергия каждой молекулы увеличивается настолько, что молекула может преодолеть потенциальную энергию притяжения соседних молекул и вылететь из жидкости, то есть испариться. Поэтому при нагревании жидкость испаряется быстрее. При увеличении температуры окружающей среды скорость испарения тоже увеличивается, так как жидкость меньше теряет энергию при охлаждении.

Скорость испарения жидкости прямо пропорционально площади поверхности: чем меньше площадь поверхности, тем меньше количество молекул жидкости испаряются.

В ветреную погоду бельё высохнет быстрее, чем в безветренную, т.к. при испарении молекулы не только покидают жидкость, но и возвращаются обратно. А поток воздуха уносит вылетевшие молекулы, и они не могут вернуться снова в жидкость.

Вам может понравиться Все решебники

Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.

О чем эта статья:

Испарение: что это за процесс

Процесс перехода из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием. У этого процесса есть две разновидности: испарение и кипение.

Например, мы заварили себе горячий чай. Над чашкой мы точно увидим пар, так как вода только что поучаствовала в процессе кипения.

Подождите-ка, мы ведь только что сказали, что кипение и испарение — разные вещи. Это действительно так, при этом эти два процесса могут происходить параллельно.

Испарение — это превращение или переход жидкости в газ (пар) со свободной поверхности жидкости при температуре ниже температуры кипения. Если поверхность жидкости открыта и с нее начинается переход вещества из жидкого состояния в газообразное, это будет называться испарением.
Кипение — процесс интенсивного парообразования, который происходит в жидкости при определенной температуре.

Испарение может происходить и без кипения, просто тогда оно не будет для нас заметно. Например, вода в озере испаряется, хотя мы этого и не замечаем. Кипение по сути своей — это интенсивное испарение, которое вызвали внешними условиями — доведя вещество до температуры кипения.

Физика объясняет испарение тем, что жидкость обычно несколько холоднее окружающего воздуха — из-за разницы температур происходит испарение. Как будто бы это фазовый переход, о котором мы говорим в статье об агрегатных состояниях .

Если нет каких-то внешних воздействий, испарение жидкостей происходит крайне медленно. Молекулы покидают жидкость из-за явления диффузии.

Интересно то, что направление тепловых потоков при испарении может идти в разной последовательности и комбинациях:

из глубины жидкости к поверхности, а затем в воздух;
только из жидкости к поверхности;
к поверхности из воды и газовой среды одновременно;
к площади поверхности только от воздуха.

Подытожим, чтобы не запутаться: в чем главная разница между испарением и кипением:

Испарение	Кипение
При любой температуре, с поверхности жидкости	При определенной температуре, во всем объеме жидкости

Испарение на уровне молекул

Давайте вспомним об особенностях разных агрегатных состояний вещества.

Агрегатные состояния

Свойства

Расположение молекул

Расстояние между молекулами

Движение молекулы

сохраняет форму и объем

в кристаллической решетке

соотносится с размером молекул

колеблется около своего положения в кристаллической решетке

близко друг к другу

малоподвижны, при нагревании скорость движения молекул увеличивается

занимают предоставленный объем

много больше размеров молекул

хаотичное и непрерывное

Из этой таблицы видно, что молекулы в жидкостях находятся близко друг другу, но хаотично, то есть не имеют кристаллической решетки, как в твердых телах. Эти молекулы движутся (причем, чем выше температура, тем быстрее движутся) и в ходе движения сталкиваются. Столкновения меняют направление и скорость движения — из-за этого молекулы иногда быстро устремляются к поверхности жидкости и вылетают из нее. Это и есть испарение.

В предыдущем абзаце мы не случайно заметили, что молекулы движутся быстрее при увеличении температуры — ведь из-за этого испарение идет интенсивнее. В этом случае происходит охлаждение: нагретую жидкость уже покинули все самые быстрые молекулы и температура самой жидкости понижается.

Как раз из-за того, что нагретую жидкость быстро покидают быстрые молекулы, и температура жидкости снижается.

Интенсивность испарения

Интенсивностью испарения называют количество воды, которое испаряется с поверхности площадью 1 см2 за одну секунду.

Интенсивность испарения зависит от следующих факторов:

Температура поверхности. Чем выше температура, тем больше испарение. После дождя в Санкт-Петербурге улицы долгое время остаются влажными, а вот в Таиланде даже в сезон дождей все высыхает быстро — из-за высокой температуры. Но это только если в сезон дождей дождь умудрился прекратиться :)
Ветер. Чем больше скорость ветра, тем больше испарение. Фен для волос работает на этом принципе — по сути, он создает портативный ветер, который помогает высушить ваши волосы.
Дефицит влажности. Интенсивность испарения будет выше там, где больше дефицит влажности. Вряд ли многие из нас были Сахаре, но что это такое представляют все. В любой пустыне колоссально низкая влажность — из-за этого испарение идет интенсивнее.
Давление. Чем больше давление, тем меньше испарение. Мы уже выяснили, что не смотря на разницу между кипением и испарением, эти два процесса между собой связаны. Таким образом, температура кипения воды на вершине Эвереста равна 69 градусам Цельсия. В то время, как в нашей повседневной жизни она равна 100. Это возвращает нас к первому фактору — температуре.

Скорость испарения — количество жидкости, которая испаряется со свободной поверхности в единицу времени.

Интенсивность испарения — количество жидкости, которая испаряется с единицы площади поверхности в единицу времени.

По сути, это два очень близких друг к другу понятия, поэтому разница будет лишь в величинах и единицах измерения, а суть процесса отражают обе формулировки.

Насыщенный пар

Процесс испарения напрямую связан с круговоротом воды в природе. Вода, испаряясь, превращается в водяной пар и поднимается вверх, где происходит конденсация пара, образуются облака, и вода возвращается на землю в виде осадков.

Вследствие конденсации водяного пара, который живет в воздухе, образуются облака и туман. По этой же причине холодное стекло запотевает, соприкасаясь с теплым воздухом.

На рисунке — процессы испарения и конденсации в плотно закрытом сосуде, когда жидкость и пар находятся в динамическом равновесии. Это значит, что одновременно конденсируется и испаряется одинаковое количество вещества.

Влажность воздуха говорит нам о том, сколько в воздухе содержится водяного пара. Но бесконечное количество пара в воздух не запихнешь. Поэтому, во-первых, его там очень мало, а во-вторых, происходит конденсация — это когда образуется роса.

Допустим, зимой при температуре -20 градусов в 1 литре воздуха содержится 1 миллиграмм пара. Относительная влажность в таком случае равна 100% — испарения не будет, больше пара в этот воздух уже не запихнешь.

Но если мы тот же воздух поместим в коробку объемом 1 м 3 с температурой +20 градусов, то в него может испариться уже до 17 миллиграмм пара. Значит его влажность будет равна 1/17 = 6%. Человеку комфортнее всего находиться при значении влажности 40-50%.

Попробуйте курсы подготовки к ЕГЭ по физике с опытным преподавателем в онлайн-школе Skysmart!

Испарение в жизни

И действительно: чего в этой жизни только не испаряется — мы встречаемся с этим каждый день. Давайте узнаем, зачем этот процесс вообще нужен, и как люди научились извлекать из него пользу.

Испарение в организме человека и животных

Выше мы разбирали вопрос, почему если облиться теплой водой, нам все равно станет холодно. По этому же принципу работает ощущение холода после того, как мы вспотели — в какой-то момент нам становится холодно.

Само потоотделение — важный процесс терморегуляции организма. Если мы достигаем высокой температуры (из-за внешних воздействий или же из-за болезни), то организм стремится себя охладить, чтобы не умереть из-за превращения белков в нашем организме в яичницу.

Пот выделяется через поры кожи, а затем испаряется — все это позволяет нашему организму быстро избавиться от лишней энергии, охладить тело и нормализовать температуру.

При низкой влажности происходит нечто похожее. Как ни странно, в мороз мы тоже потеем (намного меньше, но все-таки это происходит). Если влажность на улице низкая, то пот испарится из-под куртки и нам будет комфортно. А при высокой влажности — он там задержится и будет проводить тепло наружу, забирая у нас драгоценные Джоули тепла. Поэтому зимой в Петербурге холоднее, чем в Москве.

У животных этот механизм работает схожим образом. Но, например, собакам испарения с кожи недостаточно, поэтому они часто открывают пасть, высовывают язык и дышат порой ну очень смешно 🐶

Именно гортань и язык собаки идеально подходят для испарения влаги и охлаждения тела животного.

Испарение у растений

Удивительно, но у растений механизм испарения тоже работает схожим образом. Растения очень любят воду, поэтому домашние растения мы поливаем, а в пустынях их просто нет.

Ту воду, которую цветы поглотили, они могут испарять, чтобы не перегреться под жарким солнцем. Да, вода нужна, чтобы растения питались, но в жаркие дни еще и для температурной саморегуляции. Поэтому не забывайте поливать цветы, а в очень жаркие дни делайте это еще интенсивнее.

Испарение в природе и окружающей среде

Процесс испарения напрямую связан с круговоротом воды в природе. Именно круговоротом воды в природе обеспечивается жизнь на Земле — так как влага разносится по всему миру, растения в дикой природе способны жить без наших попыток полить большую пальму из леечки.

Испарение воды с поверхности рек, озер, морей и океанов создает дождевые тучи, которые затем, проливаясь дождем, поливают растения и деревья. Многие дождь не любят, мол, он мокрый, мерзкий и затекает в ботинки, но он очень нужен засушливым регионам — Северной Африке или Центральной Индии, которые часто страдают от засухи.

Испарение в промышленности и быту

С бытом совсем все просто: мы сушим вещи, готовим еду, покупаем увлажнители воздуха или размазываем разлитую лужу по полу.

В случае с промышленностью для нас все не так очевидно. Промышленная техника, работающая на основе испарения, разрабатывается по схожей схеме: в ней всегда максимально увеличена площадь поверхности жидкости, чтобы испарение шло интенсивно.

Например, испаритель, изображенный на схеме, состоит из совокупности соединенных между собой испарителей. В основе его действия — пар, полученный в одной ступени, который используют в качестве источника тепла для следующей ступени. По мере того, как температура уменьшается от одной ступени к другой, вакуум увеличивается, так что температура кипения становится ниже и испарение поддерживается. Он предназначен для того, чтобы очистить воду от отходов.

1.2. Факторы, влияющие на скорость испарение…………………….4стр.

1.3. Значение процесса испарения в жизни человека в животных и растений……………………………………………………………4стр.

Глава 2 Методика результата исследования

Список использованной литературы………………………………………. 9стр.

Испарение имеет большое значение в жизни человека, животных и растений. В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с процессом испарения. Предохранение продуктов от порчи. Испарение имеет важную роль в процессе температуры тела человека, и почти всех млекопитающих. Организм имеет защитный механизм для предотвращения перегрева – потоотделение. Например, когда мы болеем и имеем высокую температуру, а потом она падает, мы обильно потеем. Также мы потеем при тяжелом физическом труде, при перегреве на Солнце. Роль испарения в природе имеет просто огромное значение, так как без этого физического явления была бы невозможна сама Жизнь на нашей планете.

Проблема: Что влияет на процесс испарения?

Цель исследования : выявление факторов влияющие на скорость испарения.

Исходя из цели поставлены следующие задачи:

1. Найти необходимый материал в литературе, интернет сети, изучить его и проанализировать.

2. Спроектировать, описать и провести эксперименты.

3. Выявить условия возникновения испарения.

4. Определить факторы, которые могут влиять на испарение.

5. Сделать выводы

1. При испарении жидкости и конденсации пара энергия выделяется или поглощается

2. Скорость испарения зависит от многих факторов.

Объект исследования: процесс испарения

Предмет исследования: исследовать влияние факторов, которые влияют на скорость испарения.

Методы исследования: наблюдение, эксперимент, фотографирование,

Глава1. Обзор литературы

1.1. Понятие испарения

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. 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.

1.2. Факторы, влияющие на скорость испарение

На скорость испарения влияют многие факторы, но главный из них – температура поверхности воды. Чем больше температура, тем больше средняя скорость молекул, и, следовательно, больше молекул с большими скоростями, которые способны вылететь с поверхности. Пример, летом лужи после дождя высыхают значительно быстрее, чем осенью.

Скорость испарения жидкости зависит от площади ее поверхности: чем больше площадь поверхности, тем больше будет количество частиц, покидающих жидкость, и испарение будет происходить быстрее. Скорость испарения зависит от рода жидкости, жир испаряется медленно, поэтому кожа лица не переохлаждается. Например, чай остынет быстрее в широкой низкой чашки, чем в узкой и высокой.

От рода вещества. Силы притяжения между молекулами различных жидкостей разная, поэтому медленней испаряется те жидкости, молекулы

которые сильнее взаимодействуют друг с другом. Например, капля воды испаряется быстрее, чем капля масла

1.3. Значение процесса испарения в жизни человека в животных и растений

Испарение имеет большое значение в круговороте воды на Земле, в жизни человека, животных и растений. Например, за вегетационный период капуста с площади 1 га испаряет около 8000 м3, взрослые лиственные деревья за лето с площади 1 га испаряют до 15 000 м3 воды. Оно предохраняет человека, животных и растения от перегрева.

Лишайники, среди которых есть засухоустойчивые формы, могут адсорбировать водяной пар т. е. поглощение вещества из раствора или газа поверхностным слоем твердого вещества или жидкости.

У растений засушливых мест, где воды в почве очень мало, а воздух горячий и сухой, имеются разнообразные приспособления, позволяющие уменьшить потерю влаги. У алоэ листья узкие, покрытые восковым налетом, предохраняющим от интенсивного испарения. У кактусов незначительная поверхность при большом объеме, толстые, покрытые восковым налетом покровы, плохо пропускающие водяной пар, немногочисленные закрытые устьица. Поэтому даже в сильную жару кактусы испаряют мало воды. У многих растений засушливых мест днем, когда температура воздуха высокая, устьица закрыты, а ночью открыты, что способствует уменьшению испарения.

В технике испарение применяется при очистке веществ или разделении жидких смесей перегонкой (получение бензина, керосина, солярного масла и др.). Процесс испарения является основой всех процессов сушки материалов. Спускаемый аппарат космического корабля покрывают специальным, быстро испаряющимся веществом, чтобы устранить его перегрев от трения при прохождении через слои атмосферы.

У автомобилей, тракторов, зерноуборочных комбайнов баки с горючим плотно закрывают специальными крышками, что предохраняет горючее не только от расплескивания, но и от испарения.

При хранении бензина учитывается тот факт, что он испаряется интенсивнее, чем солярка и дизельное масло. Легкая испаряемость бензина осложняет его хранение особенно в летнее время, когда интенсивность испарения из-за высокой температуры возрастает. Там, где хранится горючее, не должно быть сквозняков; заливать бензином канистры или цистерны лучше полностью (под горло), чтобы площадь поверхности бензина была минимальной.

В повседневной жизни постоянно приходится сталкиваться с процессом испарения: мы дуем на горячий чай, чтобы он быстрее остыл; страдаем от холода в мокрой одежде. Для предохранения продуктов от порчи в жаркую погоду их иногда покрывают влажной тканью. При сильных морозах рекомендуется смазывать лицо жиром для уменьшения испарения с поверхности кожи и предотвращения ее от переохлаждения.

Вывод по первой главе:

Глава 2. Методика результата исследования

При исследовании пользовались лабораторным оборудованием, кроме того фотографировали результаты наблюдения.

Исследование №1

Цель исследования: доказать испарение всех материалов.

Приборы и материалы: стеклянные пластины, бензин, спирт, вода

Собственные исследования. На три стеклянные пластины набирают мазки водой, бензином и спиртом. След от мазка спирта быстро исчезает, затем исчезает след бензина, а потом воды.

Вывод: спирт испаряется быстрее, чем вода, потому что его молекулы более активны, из-за этого они быстрее десоциируются с молекулами воздуха. и тем самым быстрее испаряется .

Исследование №2

Цель исследования: Доказать почему вода с подогретого стекла исчезает быстрее.

Приборы и материалы: Матовые стекла, пипетки, свечка.

Собственные исследования . На два матовых стекла, одно из них которое предварительно нагревают над пламенем, наносят мазки водой. След воды с подогретого стекла исчезает быстрее.

Вывод: Испарение на подогретом стекле исчезает быстрее, потому что температура выше

Исследование №3

Цель исследования : Доказать почему, если вентилятором обдувать стеклышко, то с него вода исчезнет быстрее.

Приборы и материалы: Матовые стекла, вентилятор.

Собственные исследования. На два матовых стекла нанесли мазки водой. Одно из стекол обдували вентилятором. С этого стекла след воды исчезает быстрее, чем с другого.

Вывод: Так как струю прохладного воздуха идет на стеклышко, то с него любая жидкость исчезнет быстрее.

Исследование №4

Цель исследования: Доказать почему если на стеклышке растирать воду стеклянной палочкой, то с неё она исчезнет быстрее.

Приборы и материалы : Матовые стекла, вода, стеклянная палочка.

Собственные исследования. На два наклонно поставленных матовых стекла наносят по капли воды. На одном из стекол капли воды растирают стеклянной палочкой по всей площади стекла. С этого стекла след воды исчезает быстрее

Вывод: Под давление какого – нибудь предмета жидкость исчезнет быстрее.

Исследование №5

Цель исследования: Доказать почему в подогретой колбе йод исчезнет быстрее.

Приборы и материалы: Стеклянная колба, свеча, йод.

Собственные исследования . В стеклянной колбе, подогреваемой над пламенем, испаряются кристаллы йода.

Вывод: При нагревании стекла объём колбы увеличивается быстрее.

1. Работая над темой испарения, мы нашли ответы на свои вопросы. Мы узнали, как происходит испарение. Люди активно используют процесс испарения в жизни, в быту. 2. Опыты, которые мы провели, были очень интересными. В ходе проведения опытов мы пришли к следующим выводам:

1)При одинаковых условиях различные жидкости испаряются с разной скоростью

2) Чем выше температура жидкости, тем быстрее она испаряется

3)При ветре вода испаряется быстрее, чем в безветрие

Таким образом мы подтвердили свою гипотезу скорость испарения зависит от многих факторов.

Список использованной литературы

1. Хорошавин СА. Физический эксперимент в средней школе. – М. Просвещение. 1988 - 175с

2. Буров В.А. Фронтальные экспериментальные задания по физике. – М.: Просвещение,1981. 112с.

Читайте также: