При какой температуре начинает испаряться вода: Почему вода испаряется при температуре ниже 100 градусов по цельсию?
Содержание
При какой температуре вода начинает испаряться?
При какой температуре вода начинает испаряться?
Нет, не 100. Океаны ведь испаряются не при ста градусах!
Испарение будет тогда когда t воды будет выше t воздуха
PS она испаряется и при температуре меньше 0*, просто это уже не вода, а лёд
Жидкость испаряется при любой температуре, кроме абсолютного нуля. Надеюсь, вы в курсе, что бельё сохнет даже при сильном морозе: ~
Испарение воды (переход в газообразное состяние — пар) идёт практически при любой температуре, в том числе идёт и испарение кристаллов льда и снега (оно в физике нзывается возгонкой).
Вы наверное слышали такое понятие влажность воздуха. Т. Е даже при отрицательных температурах в воздухе всегда присуствуют пары воды. Лёд тоже испаряется. Е. Полностью превращается в газообразное состояние при 100C при давлении 760 мм рт ст, а у нас в Ташкенте она кипит при 96C т. к. Давление обычное 720 мм рт. Ст
Зависит от давления. При нормальном (1 атмосфера) — 100 гр. Цельсия (приблизительно)
Но при большей температуре сильнее, а при меньшей, соответственно, медленнее!
Просто известно, что скорость испарения зависит от температуры — чем выше температура, тем больше скорость испарения, а при понижении темпертуры и соответственно, снижается скорость испарения! Даже при низких значених температуры идёт испарене (проседание) снега, уменьшающее влагозапас воды в снежном покрове, которое учитывается гидрометеорологами для оценки вагозапаса в почве весной и расчёта весенного стока и половодья рек!
Метки: температура испарение вод
При какой температуре вода начинает испаряться?
Мамочкам первоклашек настоящих и в прошлом Как вы пишите в тетради? Вместе, или ребёнок сам? Может тут педагоги есть
Моё субъективное мнение писать взяв руку ребёнка в свою неправильно, мне думается что таким образом я лишаю его самостоятельности. Поэтому сын сначала писал в черновичке, а потом сам же переписывал заданное в тетрадь. Но наша учительница сказала что нужно писать именно взяв руку ребёнка в свою чтобы поставить почерк. Какой почерк? Полтора месяца занятий ведь только. Да и ведь у меня уже свой сложившийся почерк и манера вести ручку, а если я неправильно научу? Может я что-то не понимаю? Поясните кто-нибудь!
Я купила дочке прописи для дошкольников. Перед написанием букв (или цифр) в тетрадь «ручка вспоминает, как писать» (ведь до этого на уроке они писали ту жу букву), буквально две-три буквы по точкам обводим в прописи, потом в тетради пишем. Иногда и в свою руку могу дочкину взять, напомнить написание, но это не совсем удобно ни ей, ни мне, да буквы получаются откровенно «взрослые». На собрании мой метод с прописями одобрили. А про черновики сказали, что не нужно приучать полностью делать, а потом переписывать задание в беловик. Во-первых, рука устанет. Во-вторых, ребёнок привыкнет, а со временем задания будут увеличиваться. «А потом мы только учимся. Не требуйте идеального подчерка от детей. Главное усердие и желание» это слова нашей учительницы
У нас дочь пишет только сама. Да, сначала было криво-косо, да и сейчас помарок полно, но САМА! Постепенно научится писать чисто и красиво, да и сейчас уже получается, если старается. Доче 7 лет, учится во 2-м классе лицея
Нам учительница также говорила. Но сын писал сам. А вот дочери иногда приходилось пунктиром простым карандашом рисовать первые 23 буквы, а она обводила. А дальше сама
Пусть ребёнок сам пишет, по моему опыту необходимо просто больше выписывать каждую букву. А вот если ребёнок не понял как писать ее, то надо действительно взять руку ребёнка и показать. Все буквы надо выписывать до автоматизма. Только в условиях одной школы это не возможно. Надо этим заниматься дома, без нервов. У меня ребёнку 12 лет, и сейчас мне приходится ему выправлять почерк пишем, пишем, пишем. Лучше это делать в начальной школе. И пусть не торопиться, когда пишет. И проговвривает вверх, вниз, крючек и т. п
Писать взяв руку ребёнка в свою можно в черновике. Сначала потренироваться, а потом пусть ребёнок сам пробует в черновике и в чистовике
Ну изначально брать руку своей рукой нельзя, прописи существуют для того, чтоб ребёнок развивал мелкую моторику рук, плюс вырабатывал навыки и умения! Если будите так делать, трудности начнуться позже, когда в школе начнуться диктанты, т. к. Ребёнок будет уставать, не успевать записывать, а большой обем текста в голове держать не сможет, с этим произойдёт то, что ребёнок начнёт отставать, и по программе тоже!
У меня такое мнение ребёнок должен писать сам. Письмо ручкой дополнительно развивает мелкую моторику и мелкую мускулатуру руки. А если вашей учительнице нужен красивый почерк в тетради, то лучше сами напишите, без участия ребёнка.
Когда мы в прошлом году были в первом классе, сначала все дети писали простым карандашом, потом учительница сама говорила детям, кто уже может писать ручкой. Кстати, модель ручки тоже она сама подбирала. Они много писали воздушных линий, тренировались писать каждую букву в черновичке и прописи и в тетрадке. Ещё мы дома сами писали пальцем по крупе, пене для бритья, в ванной на кафеле, в песке (с маленькими друзьями). Почерк прекрасный, все буквы как в прописи
У меня с первого класса с этой процедурой связаны плохие воспоминания. Учительница оч крепко и оч больно сжимала мою руку с ручкой. Исходя из этого не учу и не собираюсь учить своих детей письму таким методом. Лучше купить прописи которые ребёнку понравятся (не обязательно с буквами) и пусть дома практикуется, но это уже личное дело каждого
ГОРЛО
Я всегда полощу солёной солевой водой горло помогает отлично!
ГОРЛО
Мёд сильный аллерген, его только по назначению врача.
Что называется испарением? Виды, свойство, особенности
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.
Почему если облить человека теплой водой — ему становится холоднее?
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.
Кажется, правильнее говорить «скорость испарения» вместо интенсивности? Или нет? 🤔
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, при избыточном количестве водяного пара 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 помещение 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%.
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 высокой влажности холод и тепло воспринимаются более чувствительно. Это связано с потливостью человека при высокой температуре. Такой механизм помогает нам бороться с жарой и «скинуть» избыточное тепло, но при высокой влажности пот не может испариться. 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.
Если вода испаряется при температуре 100 градусов по Цельсию, как океаны испаряются, поскольку температура никогда не поднимается так высоко?
TL; dr температура действительно достигает такой высокой температуры кипения — но только на уровне отдельных и довольно небольших скоплений молекул.
Причина — «Броуновское движение». И если в атмосфере слишком много, обратный поток (к жидкости) остается тем же, и у нас Относительная влажность — Википедия 100%.
Броуновское движение — Википедия
У меня была книга об Эйнштейне в прошлом году, упомянутая ниже. Количество атомов / молекул в каждой температуре, обусловленное броуновским движением, было рассчитано в данном теле вещества. Не лично видел таблицы, но звучало довольно интересно. Это было около 1915 года или чуть раньше, IIRC.
============================================================
Давление пара — Википедия дает много сторон проблемы. Но если вы хотите простой способ, подумайте об этом так:
Все обычно небольшое количество воды, испаряющейся на любом основном теле, имеет температуру этих атомов также на уровне 100 ° C или выше, когда на уровне моря давление, будь то огромное количество, если перегрето и внезапно внезапно выпущено (не меньшинство), обычное медленное кипение, или гелидный кубик льда на Европе. В нашей солнечной системе здесь всегда очень маленькие количества, намного более горячие в любом более крупном образце за пределами шкалы Пико (размеры Фемто слишком малы AFAIK).
Ответ Тима Холмса на Мы знаем о нанотехнологиях, но возможна ли технология пико?
Причина в том, что любая коллекция атомов не имеет постоянной температуры. Как уже упоминалось, это где броуновское движение — Википедия вступает в игру. Если средняя температура, которую мы называем измеренной температурой, составляет 50 ° С, давление пара говорит вам, с какой скоростью жидкость или твердое вещество испарится в таких и таких условиях.
Вода испаряется при 100 С на уровне моря. Мы называем это особой формой испарения, называемой «кипячение». Крошечное количество также кипит при любой температуре, кроме невозможного абсолютного нуля — Википедия, опять же для невероятно небольших количеств.
Это обычное испарение и сублимация, поскольку мы не хотим думать о нем как о кипящем, но оно одинаково для этих отдельных молекул. Тем не менее, эти атомы также выше 100C AFAIK. Даже для этих атомов, близких к абсолютному нулю, сублимация состоит из редких молекул / атомов, летящих курятник, перемещаясь при температурах кипения в качестве исключения.
Поскольку в кубическом сантиметре содержится более миллиарда х миллиардов атомов или около того (25 000 000 000 000 000 000 IIRC) жидкости или твердого вещества, некоторые из этих атомов движутся очень быстро (температура АКА), намного быстрее, чем в среднем. Когда они бьют друг друга, некоторые набирают скорость, даже когда тот, кто ударяет его, движется с меньшей скоростью (холоднее), хотя это не норма (регрессия к среднему значению — Википедия; / Сохранение энергии — Википедия; / Энтропия — Википедия ). Делайте это достаточно раз, у вас есть сталь в оправах ваших очков при температуре кипения очень немногих из этих атомов, что происходит прямо сейчас при комнатной температуре.
Вот почему при температуре, близкой к температуре плавления твердого тела, структурная целостность так сильно снижается. Многое из этого уже тает, как 9–11 Всемирный торговый центр.
Возвращаясь к жидкостям, если эти атомы находятся на поверхности при 100 или 3000 ° С для этого вещества, он выходит из жидкости и попадает в воздух. Правда, почти всегда он почти сразу теряет скорость, но затем застревает, даже больше, чем крошечная капля тумана в облаке или пылинка из сульфатных вулканических аэрозолей в стратосфере. Это может оставаться последним в течение многих лет.
Если под поверхностью, молекула остается в жидкости задолго до того, как удельный вес может позволить ей уйти в результате этого процесса; вместо этого он возвращается к температуре жидкости, так как он быстро теряет свою температуру в некой физической регрессии к среднему значению — Википедии.
Это то, что давление паров в общих словах. Кто-нибудь серьезно не согласен с этим объяснением и почему? Я могу ошибаться в том, что некоторые другие процессы в некоторых веществах также могут быть проблемой, такой как скорость, достаточная для преодоления поверхностного натяжения. Еще хуже — сверхтекучесть — Википедия или конденсат Бозе-Эйнштейна — Википедия. Я не знаю об этих областях много.
Говоря об Эйнштейне, прослушиваемый аудио-CD мог многое рассказать о том, как он работал с другими в 1907–1918 гг. О том, как столкновения создают эти переменные скорости (температура, если случайным образом и не движется в том же направлении) ,
*** Данная ситуация прекрасно иллюстрирует неправильные представления о преподаваемой науке. На самом деле это не баффлегаб — Викисловарь, но вместо этого он бросает слишком много терминов в студентов, которые не могут их усвоить, со слишком большой формой и очень недостаточным пониманием.
Они извергают термины в правильном порядке, и учитель, который, возможно, сам не знает о процессе, счастлив. Но часто никто вообще не понимает, что становится страшным примером слепого, ведущего слепого — Википедия.
Дальнейший отказ от ответственности: Вы можете предложить это объяснение и получить нулевой балл. Поэтому используйте его в качестве метода понимания или, по крайней мере, попросите одного из ваших учеников «проверить» учителя перед экзаменом, спокойно задавая пробный вопрос в этой связи с найденными источниками. «Каково ваше мнение об этом?». Эта стратегия может быть более необходимой за рубежом в Азии или Африке, но может произойти где угодно.
Autohim — Часто задаваемые вопросы
5. Каким прибором измерить температуру замерзания стеклоомывающей жидкости?
- 1. Единственным объективным способом измерения температуры замерзания жидкостей для автомобильных стеклоомывателей является замораживание в холодильнике и фиксирование температуры начала кристаллизации т.е. лабораторный способ.
- 2. Другие способы и приборы не дают точного результата.
Дело в том, что известные нам приборы ( в том числе и различные оптические рефрактометры и спиртометры) предназначены для измерений параметров только чистых и однородных спиртов, например чистого этилового, чистого метилового или чистого изопропилового спиртов. Не секрет, что для изготовления зимней автомобильной стеклоомывающей жидкости производители используют не чистый этиловый спирт (это акцизный и дорогой продукт), а разные технические спирты или спиртовые фракции, причем обязательно денатурированные ( смешанные с денатурирующими веществами). Очень часто используются смеси спиртов, например, этилового и метилового, или этилового и изопропилового или этих трех спиртов в разных соотношениях.
Кроме этого, в состав стеклоомывателей обязательно добавляют моющие вещества (ПАВ), ароматизаторы, красители и т.д. Все вышеперечисленные добавки существенно изменяют первоначальный состав спирта, его физические и химические свойства, в том числе плотность и коэффициент преломления света, на основе которого работает рефрактометр. Важно также отметить, что не существует единой стандартной рецептуры, и разные производители разрабатывают свои оригинальные рецептуры стеклоомывателей (используя разные компоненты и их соотношения).
ВОПРОС: каким прибором измерить свойства подобных коктейлей?
ОТВЕТ: см. П.1.
Кстати, именно поэтому, например, рефрактометры, предназначенные для проверки этилового спирта, всегда показывают температуру замерзания стеклоомывателя выше фактической. Странно выглядят попытки измерять температуру замерзания спиртовой смеси рефрактометром для измерения температуры замерзания гликолей. У гликолей плотность выше единицы, более низкой температуре соответствует более высокая плотность водной смеси и преломляющая способность. У спиртов все наоборот: более низкой температуре замерзания соответствует более высокая концентрация спирта, меньшая плотность и преломляющая способность.
Принцип действия теплового насоса | Viessmann
Принцип работы теплового насоса очень напоминает по своей сути работу холодильника. В то время как холодильник отводит тепловую энергию и направляет ее наружу, то есть из внутренней части холодильника, тепловой насос делает наоборот: он забирает тепловую энергию от окружающей среды за пределами помещения и преобразует ее в полезную для отопления. Тепловой насос может забирать тепловую энергию как из воздуха внутри помещения или снаружи, так и из грунтовых вод и почвы. И поскольку температура полученного тепла, как правило, не достаточна для того, чтобы отапливать здание или обеспечивать его горячей водой, в дело вступает термодинамический процесс.
Процесс охлаждения в подробностях
В независимости от того, какой тип теплового насоса используется для отопления, в функционал теплового насоса также входит процесс охлаждения, который происходит в четыре этапа.
1. Испарение
Для того, чтобы начать процесс испарения жидкости, необходима энергия. Этот процесс можно наблюдать на примере с водой. Если емкость с водой нагревается до 100 градусов Цельсия (тепловая энергия подается) вода начинает испаряться. При дальнейшем подаче тепловой энергии температура воды не повышается. Вместо этого вода полностью преобразуется в пар.
2. Сжатие газа
При сжатии газа, например воздуха (давление увеличивается), также повышается температура. Вы можете наблюдать это например, если вы придержите отверстие в велосипедном воздушном насосе и начнете процесс «накачки» воздуха, вы почувствуете тепло.
3. Конденсация
Согласно закону сохранения энергии при конденсации водяного пара, высвобождается тепловая энергия, которая ранее использовалась для испарения.
4. Расширение
При резком снижении давления в жидкости, находящейся под давлением, температура снижается в несколько раз. Это можно наблюдать на примере баллона с сжиженным газом для кемпинговой горелки. Открытие клапана может привести к образованию льда на клапане баллона с жидким газом даже летом. (Здесь давление снижается с 30 бар до 1 бар.)
Постоянное повторение процесса
Эти процессы происходят внутри теплового насоса в замкнутом контуре. Для транспортировки тепла используется жидкость (хладагент), которая испаряется при очень низких температурах. Чтобы испарить эту жидкость, используется тепловая энергия из земли или наружного воздуха. Для этого достаточно даже температуры в минус 20 градусов по Цельсию. Холодные пары хладагента затем очень сильно сжимаются компрессором. При этом их температура возрастает до 100 градусов Цельсия. Эти пары хладагента конденсируются и отдают тепло в систему отопления. Затем давление жидкого хладагента на расширительном клапане сильно снижается. При этом температура жидкости снижается до исходного уровня. Процесс может начинаться заново.
Процесс на примере воздушно-водяного теплового насоса
Проще всего объяснить этот процесс на примере воздушно-водяного теплового насоса: тепловой насос «воздух-вода» может состоять из одной или двух составляющих. В обоих случаях встроенный вентилятор активно направляет окружающий воздух в теплообменник. Через теплообменник проходит хладагент, который переходит из одного состояния в другое при очень низких температурах. Внутри теплообменника хладагент нагревается воздухом из окружающей среды и постепенно переходит в газообразное состояние. Для повышения температуры, возникающих при этом паров, используется компрессор. Он сжимает пары хладагента и увеличивает как давление, так и их температуру до требуемого значения.
Другой теплообменник (конденсатор) затем передает тепло от нагретых паров хладагента на отопление (теплые полы, радиаторы, буферная емкость или водонагреватель). Хладагент, находящийся под давлением отдает тепло, его температура падает и он снова переходит в жидкое состояние. Перед тем, как поступить обратно в контур, хладагент сначала расширяется в расширительном клапане. После того, как он достигнет своего исходного состояния, процесс процесс в холодильном контуре может начинаться с самого начала.
Почему из чайника вырывается пар после выключения огня?
Внимательные хозяйки не раз замечали, что во время выключения огня, над чайником, кастрюлей или сковородой на несколько мгновений происходит выброс пара. Если чайник закрыт, то его крышка внезапно начинает подпрыгивать. Почему это случается? Казалось бы, огонь выключили, вода должна остывать, а она как будто наоборот, вскипает.
Понятно, что это физическое явление надо пытаться объяснить с помощью физических законов. В научно-популярных изданиях ответы на подобные вопросы есть. Вот одно из наиболее частых объяснений. Во время кипения чайника на открытом огне вокруг него образуется «кокон» горячего воздуха, который не дает пару, исходящему от воды, конденсироваться и становиться видимым. После отключения огня «кокон» исчезает и пар, конденсируясь в холодном окружающем воздухе, становится видимым. Объяснение логичное. Однако я лично наблюдала этот эффект и над широкими кастрюлями, и даже над сковородой, где «кокон» образоваться не может. Кроме того, подпрыгивание крышки чайника никак нельзя объяснить теорией «кокона».
Иногда образование облачка пара объясняют и без горячего воздушного «кокона». При непрерывном кипении над поверхностью образуется слой перегретого пара. Водяной пар не видимый. Путем естественной конвекции возникающей от резкого перепада температур он может быстро уйти вверх и рассеятся. Огонь выключают. Парообразование изнутри прекращается. Температура над поверхностью снижается и пар начинает конденсироваться до видимого состояния. Эта теория, однако, опять же не объясняет заметное подпрыгивание крышки чайника при выключении огня.
Есть еще одна версия явления, объясняющая вскипание воды в чайнике после выключения огня. Над поверхностью воды внутри чайника образуется область повышенного давления пара. Давление повышает температуру кипения жидкости. При прекращении подачи энергии давление снижается, и перегретая вода резко вскипает. Эта версия не кажется правдоподобной, т.к. при снижении давления крышка не должна подпрыгивать.
Я думаю, что объяснить причину этого интересного бытового явления можно рассматривая подробно процесс кипения воды. Известно, что по мере увеличения температуры нагреваемой поверхности сосуда, вода проходит несколько стадий кипения.
Пузырьковая стадия кипения заключается в том, что на горячей поверхности образуются маленькие пузырьки пара которые стремительно растут, поднимаются вверх и лопаются. По мере роста температуры поверхности число пузырьков увеличивается. Именно на этой стадии кипения наблюдается самый интенсивный теплообмен жидкости с нагреваемой поверхностью и самое интенсивное испарение воды. Это также самый шумный этап кипения чайника.
При дальнейшем нагревании пузырьков на дне становится так много, что происходит их слияние и образование отдельных зон пара – это переходная фаза кипения. За ней следует самая интересная фаза – пленочное кипение. На дне чайника или сковороды образуется слой пара. Мы можем наблюдать уже не движение пузырьков, а бурление водяного потока. Чайник перестает шуметь. Теплопередача между нагреваемой поверхностью и водой резко падает из-за низкой теплопроводности пара. Дно может перегреется на десять градусов и больше. Пузырьков нет, и испарение слабеет.
Говоря о пленочном кипении, очень часто упоминают эффект Лейденфроста (Johann Gottlob Leidenfrost). Лейденфрост в «Трактате о некоторых свойствах обыкновенной воды» в 1756 году описал явление, при котором жидкость в контакте с телом значительно более горячим, чем точка кипения этой жидкости, создаёт изолирующий слой пара, который предохраняет жидкость от быстрого выкипания. В быту эффект можно наблюдать, капая на сковороду по мере её нагревания. По достижении 100 градусов капли будут испаряться с шипением и очень быстро. Далее, после того как температура проходит точку Лейденфроста, капли при контакте со сковородой собираются в маленькие шарики и перемещаются по ней — вода находится в сковороде значительно дольше, чем при более низких температурах. Основная причина — при температурах выше точки Лейденфроста нижняя часть капли мгновенно испаряется при контакте с горячей поверхностью. Получающийся пар поддерживает оставшуюся часть капли над ней, предотвращая дальнейшее прямое соприкосновение между жидкой водой и горячей поверхностью. Так как теплопроводность пара значительно ниже, теплообмен между каплей и сковородой замедляется, это позволяет капле «ездить» по сковороде на слое газа под ней.
Что происходит, когда мы резко снижаем тепловой поток (выключаем газ)? Температура опускается ниже точки Лейденфроста. Пленочное кипение переходит на время в пузырьковое! Наблюдается вскипание жидкости.
Интересно то, что эффект, который можно объяснить, опираясь на работы физиков 18 века, сейчас в большинстве случаев находит неправильное толкование в популярных учебниках.
Открытая Физика. Испарение, конденсация, кипение. Насыщенные и ненасыщенные пары
Любое вещество при определенных условиях может находиться в различных агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. Переход из одного состояния в другое называется фазовым переходом. Испарение и конденсация являются примерами фазовых переходов.
Все реальные газы (кислород, азот, водород и т. д.) при определенных условиях способны превращаться в жидкость. Однако такое превращение может происходить только при температурах ниже определенной, так называемой критической температуры Tкр. Например, для воды критическая температура равна 647,3 К, для азота 126 К, для кислорода 154,3 К. При комнатной температуре (≈ 300 К) вода может находиться и в жидком, и в газообразном состояниях, а азот и кислород существуют только в виде газов.
Испарением называется фазовый переход из жидкого состояния в газообразное. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, испарение – это процесс, при котором с поверхности жидкости вылетают наиболее быстрые молекулы, кинетическая энергия которых превышает энергию их связи с остальными молекулами жидкости. Это приводит к уменьшению средней кинетической энергии оставшихся молекул, т. е. к охлаждению жидкости (если нет подвода энергии от окружающих тел).
Конденсация – это процесс, обратный процессу испарения. При конденсации молекулы пара возвращаются в жидкость.
В закрытом сосуде жидкость и ее пар могут находиться в состоянии динамического равновесия, когда число молекул, вылетающих из жидкости, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость из пара, т. е. когда скорости процессов испарения и конденсации одинаковы. Такую систему называют двухфазной. Пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью, называют насыщенным.
Число молекул, вылетающих с единицы площади поверхности жидкости за одну секунду, зависит от температуры жидкости. Число молекул, возвращающихся из пара в жидкость, зависит от концентрации молекул пара и от средней скорости их теплового движения, которая определяется температурой пара. Отсюда следует, что для данного вещества концентрация молекул пара при равновесии жидкости и ее пара определяется их равновесной температурой. Установление динамического равновесия между процессами испарения и конденсации при повышении температуры происходит при более высоких концентрациях молекул пара. Так как давление газа (пара) определяется его концентрацией и температурой, то можно сделать вывод: давление насыщенного пара p0 данного вещества зависит только от его температуры и не зависит от объема. Поэтому изотермы реальных газов на плоскости (p, V) содержат горизонтальные участки, соответствующие двухфазной системе (рис. 3.4.1).
При повышении температуры давление насыщенного пара и его плотность возрастают, а плотность жидкости уменьшается из-за теплового расширения. При температуре, равной критической температуре Tкр для данного вещества, плотности пара и жидкости становятся одинаковыми. При T > Tкр исчезают физические различия между жидкостью и ее насыщенным паром.
Если изотермически сжимать ненасыщенный пар при T < Tкр, то его давление будет возрастать, пока не станет равным давлению насыщенного пара. При дальнейшем уменьшении объема на дне сосуда образуется жидкость и устанавливается динамическое равновесие между жидкостью и ее насыщенным паром. С уменьшением объема все большая часть пара конденсируется, а его давление остается неизменным (горизонтальный участок на изотерме). Когда весь пар превращается в жидкость, давление резко возрастает при дальнейшем уменьшении объема вследствие малой сжимаемости жидкости.
Из газообразного состояния в жидкое можно перейти, минуя двухфазную область. Для этого нужно совершить процесс в обход критической точки K. Один из возможных процессов такого рода показан на рис. 3.4.1 ломаной линией ABC.
В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды при некотором парциальном давлении p, которое, как правило, меньше давления насыщенного пара p0. Отношение p / p0, выраженное в процентах, называется относительной влажностью воздуха.
φ=pp0 ċ 100 %.
Ненасыщенный пар можно теоретически описывать с помощью уравнения состояния идеального газа при обычных для реальных газов ограничениях: давление пара должно быть не слишком велико (практически p ≤ (106–107) Па), а его температура выше некоторого определенного для каждого вещества значения. К насыщенному пару также можно приближенно применять законы идеального газа при условии, что для каждой температуры T давление p0 насыщенного пара определяется по кривой равновесия p0(T) для данного вещества.
Давление p0 насыщенного пара очень быстро возрастает с ростом температуры T. Зависимость p0 (T) нельзя получить из законов идеального газа. Давление газа при постоянной концентрации молекул растет прямо пропорционально температуре. В насыщенном паре при повышении температуры возрастает не только средняя кинетическая энергия движения молекул, но и их концентрация. Поэтому давление насыщенного пара при повышении температуры возрастает быстрее, чем давление идеального газа при постоянной концентрации молекул.
Испарение может происходить не только с поверхности, но и в объеме жидкости. В жидкости всегда имеются мельчайшие пузырьки газа. Если давление насыщенного пара жидкости равно внешнему давлению (т. е. давлению газа в пузырьках) или превышает его, жидкость будет испаряться внутрь пузырьков. Пузырьки, наполненные паром, расширяются и всплывают на поверхность. Этот процесс называется кипением. Таким образом, кипение жидкости начинается при такой температуре, при которой давление ее насыщенных паров становится равным внешнему давлению.
В частности, при нормальном атмосферном давлении вода кипит при температуре 100 °С. Это значит, что при такой температуре давление насыщенных паров воды равно 1 атм. При подъеме в горы атмосферное давление уменьшается, и поэтому температура кипения воды понижается (приблизительно на 1 °С на каждые 300 метров высоты). На высоте 7 км давление составляет примерно 0,4 атм, и температура кипения понижается до 70 °С.
В герметически закрытом сосуде жидкость кипеть не может, т. к. при каждом значении температуры устанавливается равновесие между жидкостью и ее насыщенным паром. По кривой равновесия p0 (T) можно определять температуру кипения жидкости при различных давлениях.
Изображенная на рис. 3.4.1 картина изотерм реального газа описывает процессы испарения и конденсации, т. е. фазовый переход между газообразной и жидкой фазами вещества. На самом деле эта картина является неполной, т. к. из газообразного и жидкого любое вещество может перейти в твердое состояние. При заданной температуре T термодинамическое равновесие между двумя фазами одного и того же вещества возможно лишь при определенном значении давления в системе. Зависимость равновесного давления от температуры называется кривой фазового равновесия. Примером может служить кривая равновесия p0 (T) насыщенного пара и жидкости. Если кривые равновесия между различными фазами данного вещества построить на плоскости (p, T), то они разбивают эту плоскость на отдельные области, в которых вещество существует в однородном агрегатном состоянии – твердом, жидком или газообразном (рис. 3.4.2). Изображенные в координатной системе (p, T) кривые равновесия называются фазовой диаграммой.
Кривая 0T, соответствующая равновесию между твердой и газообразной фазами, называется кривой сублимации. Кривая TK равновесия между жидкостью и паром называется кривой испарения, она обрывается в критической точке K. Кривая TM равновесия между твердым телом и жидкостью называется кривой плавления.
Кривые равновесия сходятся в точке T, в которой могут сосуществовать в равновесии все три фазы. Эта точка называется тройной точкой.
Для многих веществ давление pтр в тройной точке меньше 1 атм ≈ 105 Па. Такие вещества при нагревании при атмосферном давлении плавятся. Например, тройная точка воды имеет координаты Tтр = 273,16 К, pтр = 6,02ċ102 Па и используется в качестве опорной для калибровки абсолютной температурной шкалы Кельвина (см. §3.2). Существуют, однако, и такие вещества, у которых pтр превышает 1 атм. Так для углекислоты (CO2) давление pтр = 5,11 атм и температура Tтр = 216,5 К. Поэтому при атмосферном давлении твердая углекислота может существовать только при низкой температуре, а в жидком состоянии при p = 1 атм она вообще не существует. В твердом состоянии в равновесии со своим паром при атмосферном давлении углекислота находится при температуре 173 К или –80 °С. Это широко применяемый «сухой лед», который никогда не плавится, а только испаряется (сублимирует).
При какой температуре вода закипит и превратится в пар?
Когда атмосферное давление составляет 1013 мбар (это примерно среднее давление для места, которое находится на уровне моря), вода закипает (превращается в пар) при 100 градусах Цельсия. Это точка кипения.
При какой температуре вода начинает испаряться?
Когда вода нагревается при атмосферном давлении, ее температура повышается до 212 ° F, максимальной температуры, при которой вода может существовать при таком давлении.Дополнительное тепло не повышает температуру, а превращает воду в пар.
Повышается ли температура воды при кипении?
При температуре кипения температура больше не повышается с добавлением тепла, потому что энергия снова используется для разрыва межмолекулярных связей. После того, как вся вода была доведена до состояния пара, температура будет продолжать линейно повышаться по мере добавления тепла.
При какой температуре вода превращается в пар?
Для испарения необходимо тепло (энергия).Энергия используется для разрыва связей, удерживающих молекулы воды вместе, поэтому вода легко испаряется при температуре кипения (212 ° F, 100 ° C), но гораздо медленнее испаряется при температуре замерзания.
Что происходит с температурой воды, когда она превращается в пар?
Температура кипения воды неодинакова. Температура кипения зависит от давления. На уровне моря вода кипит при 100 ° C (212 ° F) и замерзает при 0 ° C (32 ° F). … Но какой бы ни была точка кипения, когда вода достигает ее и претерпевает фазовый переход в водяной пар (пар), температура перестает расти.
Какая максимальная температура пара?
обычно в критической точке парового купола максимальная температура и давление, которые может иметь пар, составляют 375 градусов Цельсия…. пар выше этой температуры обычно называется перегретым паром… Температура, используемая в паровых электростанциях, использующих перегретый пар, может поднять температуру до 600 градусов при повышенном давлении.
Какова точка запаривания воды?
температура, при которой водяной пар конденсируется при давлении в одну атмосферу, представленном 100 ° C и 212 ° F.
Куда делась вода после закипания?
Когда происходит кипение, более энергичные молекулы превращаются в газ, распространяются и образуют пузырьки. Они поднимаются на поверхность и попадают в атмосферу. Для перехода от жидкости к газу требуется энергия (см. Энтальпию испарения). Кроме того, молекулы газа, покидающие жидкость, отводят тепловую энергию от жидкости.
Кипяток вдвойне плох?
Если у вас есть идеально чистая, дистиллированная и деионизированная вода, ничего не произойдет, если вы ее повторно кипячете.Однако обычная вода содержит растворенные газы и минералы. … Однако, если вы слишком долго кипятите воду или повторно кипятите ее, вы рискуете сконцентрировать некоторые нежелательные химические вещества, которые могут быть в вашей воде.
Когда вода нагревается без повышения температуры, она расходуется?
Когда вода нагревается, скрытая теплота испарения расходуется на преодоление межмолекулярных сил притяжения при постоянной температуре.
У пара такая же температура, как у кипящей воды?
Пар представляет собой фазовый переход из жидкой формы и имеет ту же температуру, что и вода, из которой он образовался.… Пар горячее кипящей воды, потому что пар получает дополнительное тепло, т.е. скрытое тепло (количество тепла, необходимое для изменения его состояния.
Почему водяной пар присутствует при комнатной температуре?
При комнатной температуре происходит испарение (я бы не стал не называйте это возбуждением) .Это потому, что есть несколько молекул воды, которым удается собрать достаточно энергии, чтобы вырваться из большого тела молекул и улететь в воздух.
Как снизить температуру кипения воды ?
Сахар, соль или другие нелетучие растворенные вещества в воде обычно повышают температуру кипения.Напротив, алкоголь — это летучие химические вещества, которые понижают температуру кипения воды. Даже большое количество растворенного в воде обычно вызывает лишь небольшие изменения температуры кипения.
Как узнать, температура воды 100 градусов?
Если это Цельсия, 100 ° C — это температура кипящей воды (на уровне моря). Просто доведите до кипения. Если это Фаренгейт, 100 ° F очень близко к температуре тела (если вы не больны). Можно использовать обычный медицинский термометр.
Что увеличивает температуру кипения?
Соединения, которые могут образовывать водородные связи, будут иметь более высокие температуры кипения, чем соединения, которые могут взаимодействовать только посредством лондонских дисперсионных сил.Дополнительное рассмотрение точек кипения включает давление пара и летучесть соединения. Обычно чем более летучим является соединение, тем ниже его температура кипения.
Быстрые способы испарения воды
Испарение — это процесс, при котором вода становится водяным паром (его газообразной формой) за счет применения тепла. Если вы пытаетесь заставить воду быстро испаряться, будь то в целях научного эксперимента или по другой причине, необходимо принять во внимание несколько факторов.К ним относятся количество воды, которое вы хотите испарить, количество применяемого тепла, метод, с помощью которого это тепло подается, и площадь поверхности воды (насколько глубока или мелка вода).
TL; DR (слишком долго; не читал)
TL; DR: при попытке быстро испарить воду лучше всего распределить воду по большой площади и подавать тепло как можно более равномерно. Если для испарения воды используется горячий воздух, увеличение скорости увеличит скорость испарения.
Как вода превращается в водяной пар
Вода — удивительное вещество. Мало того, что это необходимо для поддержания почти всей жизни на Земле, она существует в трех различных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Процесс превращения воды из жидкости в газ называется испарением. Испарение происходит при нагревании, особенно быстро, когда температура воды достигает 212 градусов по Фаренгейту. Эта температура известна как «точка кипения». Само собой разумеется, что если вы пытаетесь заставить воду испаряться, необходимо приложить тепло.Но некоторые методы нанесения тепла вызывают более быстрое испарение воды, чем другие. Точно так же необходимо учитывать количество самой воды, а также площадь ее поверхности.
Сколько там воды?
Так же, как для приготовления больших порций пищи требуется больше времени, для кипячения большего количества воды требуется больше времени. Это означает, что чем больше воды вы хотите испарить, тем больше времени на это потребуется. Вода также имеет высокий индекс нагрева, что означает, что она поглощает тепло еще до того, как нагреется.Из-за этого для большого количества воды может потребоваться много времени, чтобы достичь точки кипения. Если вы пытаетесь быстро вскипятить воду, имеет смысл начать с небольшого количества. Даже нескольких чашек должно хватить, чтобы понаблюдать за процессом испарения.
Как распределяется вода?
Чтобы молекулы воды превратились из жидкости в газ, они должны подвергаться прямому воздействию источника тепла. Это означает, что вода с большей площадью поверхности, например вода, растекающаяся по неглубокой кастрюле, нагревается быстрее, чем вода с меньшей площадью поверхности, например вода в миске или чашке.Другими словами, для быстрого испарения воды лучше использовать мелководье.
Для скорости, равномерно распределяйте тепло
К настоящему времени мы знаем, что для испарения воды необходимо прикладывать тепло, но каков наилучший метод для этого? Есть много вариантов. Вы можете поставить воду на плиту или бунзеновскую горелку, подержать ее над костром или даже продуть горячим воздухом по ее поверхности.
Однако, если ваша цель — скорость, то обязательно, чтобы вы нагревали воду быстро и равномерно, чтобы как можно больше молекул воды подвергалось прямому воздействию тепла.В этом отношении современные печи сложно превзойти. Печным глазкам почти не нужно время, чтобы нагреться, и они фактически созданы для быстрого и равномерного разогрева пищи.
Если ваш эксперимент или проект требует, чтобы вы нагревали воду без использования печей или огня, то вместо этого можно использовать горячий воздух, продуваемый над поверхностью воды. При использовании этого метода ключом к быстрому испарению является температура и скорость используемого воздуха. Используйте как можно более горячий воздух и с как можно более высокой скоростью (без опасного выдува воды из контейнера).Воздух с высокой скоростью помогает снизить поверхностное натяжение воды, подвергая большее количество молекул воды прямому воздействию тепла.
При попытке быстро испарить воду следует учитывать множество факторов. Но если относительно небольшое количество воды, разлитой по большой площади, нагреть быстро и равномерно, то превращение жидкой воды в водяной пар совсем не займет много времени.
Фазовое равновесие | Безграничная физика
Испарение
Испарение — это процесс, при котором молекулы на поверхности жидкости достигают достаточной энергии, чтобы вырваться из жидкости и стать газом.
Цели обучения
Проиллюстрируйте причины испарения у поверхности жидкости
Основные выводы
Ключевые моменты
- При испарении жидкости превращаются в газ.
- Испарение может происходить при температурах ниже точки кипения, поскольку молекулы в жидкости имеют разную энергию.
- Когда молекулы в жидкости сталкиваются, некоторые из них достигают более высоких энергий, позволяя им улетучиваться. Этот процесс снижает энергию оставшихся молекул и является источником охлаждения испаряющихся жидкостей.
Ключевые термины
- Испарение : преобразование твердого вещества или жидкости в газ
Испарение — это тип испарения жидкости, который происходит только на поверхности жидкости. Обычно молекулам в стакане воды не хватает тепловой энергии для выхода из жидкости. Однако при достаточном нагревании жидкость быстро превратится в пар. Когда молекулы сталкиваются, они передают энергию друг другу в разной степени. Иногда перенос настолько односторонний для молекулы у поверхности, что она достигает достаточной энергии, чтобы покинуть жидкость.
Три ключевых фактора испарения — это тепло, атмосферное давление (определяет влажность в процентах) и движение воздуха. Для испарения молекул жидкости они должны быть расположены вблизи поверхности, двигаться в правильном направлении и обладать достаточной кинетической энергией для преодоления межмолекулярных сил жидкой фазы. Когда только небольшая часть молекул соответствует этим критериям, скорость испарения низкая. Поскольку кинетическая энергия молекулы пропорциональна ее температуре, испарение происходит быстрее при более высоких температурах.Когда более быстро движущиеся молекулы убегают, оставшиеся молекулы имеют более низкую среднюю кинетическую энергию, и температура жидкости снижается. Это явление также называется испарительным охлаждением. Вот почему испаряющийся пот охлаждает человеческое тело. Испарение также имеет тенденцию происходить быстрее при более высоких скоростях потока между газовой и жидкой фазами и в жидкостях с более высоким давлением пара. Например, белье на бельевой веревке высыхает (испаряется) быстрее в ветреный день, чем в тихий день.
Диаграмма давления пара : (a) Из-за распределения скоростей и кинетических энергий некоторые молекулы воды могут переходить в паровую фазу даже при температурах ниже обычной точки кипения. (b) Если контейнер запечатан, испарение будет продолжаться до тех пор, пока плотность пара не станет достаточной для скорости конденсации, равной скорости испарения. Эта плотность пара и создаваемое парциальное давление являются значениями насыщения. Они увеличиваются с температурой и не зависят от присутствия других газов, например воздуха.Они зависят только от давления водяного пара.
Испарение является неотъемлемой частью круговорота воды. Солнце (солнечная энергия) вызывает испарение воды из океанов, озер, влаги в почве и других источников воды. В гидрологии испарение и транспирация (включая испарение внутри устьиц растений) собирательно называются эвапотранспирацией. Испарение воды происходит, когда поверхность жидкости обнажается, позволяя молекулам улетучиваться и образовывать водяной пар; затем этот пар может подниматься и образовывать облака.
Испаряющаяся атмосфера
В состоянии равновесия процессы испарения и конденсации точно уравновешиваются, и чистое изменение объема обеих фаз отсутствует.
Цели обучения
Объясните, как вещество может иметь несколько различных фаз в одной и той же среде
Основные выводы
Ключевые моменты
- Атмосфера состоит из газов, находящихся в фазовом равновесии.
- Когда молекулы в атмосфере сталкиваются, они набирают и теряют энергию.
- Когда вода испаряется с поверхности земли, вода конденсируется в атмосфере.
Ключевые термины
- Испарение : Процесс перехода жидкости в газообразное состояние.
- конденсация : преобразование газа в жидкость; образующийся конденсат
- равновесие : Состояние тела в состоянии покоя или равномерного движения, равнодействующая всех сил, действующая на него, равна нулю.
Фазовое равновесие
После уравновешивания многие композиции образуют единую однородную фазу, но в зависимости от температуры и давления даже одно вещество может разделиться на две или более отдельных фаз.Внутри каждой фазы свойства одинаковы, но свойства между двумя фазами различаются.
Вода в закрытой емкости с воздушной прослойкой над ней образует двухфазную систему. Большая часть воды находится в жидкой фазе, где она удерживается за счет взаимного притяжения молекул воды. Даже в состоянии равновесия молекулы постоянно находятся в движении, и время от времени молекула в жидкой фазе приобретает достаточно кинетической энергии, чтобы оторваться от жидкой фазы и войти в газовую фазу. Точно так же время от времени молекула пара сталкивается с поверхностью жидкости и конденсируется в жидкость.В состоянии равновесия процессы испарения и конденсации точно уравновешиваются, и нет чистого изменения объема любой фазы.
При комнатной температуре и давлении сосуд с водой достигает равновесия, когда влажность воздуха над водой составляет около 3%. Этот процент увеличивается с повышением температуры. При 100 ° C и атмосферном давлении равновесие не достигается, пока воздух не состоит на 100% из воды. Если жидкость нагреть чуть более 100 ° C, переход от жидкости к газу будет происходить не только на поверхности, но и во всем объеме жидкости: вода закипает.
Атмосфера Земли не неизменна. Водяной пар в нем меняет фазы. Он находится в фазовом равновесии. Столкновения между молекулами воды в атмосфере позволяют некоторым конденсироваться, а некоторым оставаться в паре. Точно так же несколько более легких газов могут полностью покинуть гравитационное поле.
Водяной пар в атмосфере : Водяной пар конденсируется в атмосфере
12.4: Испарение и конденсация — Chemistry LibreTexts
Цели обучения
- Объясните, как межмолекулярные силы влияют на скорость испарения, испарения и конденсации.
На крыше дома на картинке ниже есть устройство, известное как «болотный охладитель». Это оборудование восходит к древним египтянам, которые вешали мокрые одеяла на двери своих домов. Когда теплый воздух проходил через одеяла, вода испарялась и охлаждала воздух. Члены королевской семьи пошли еще дальше и заставили слуг обмахивать кувшины с водой влажной тряпкой, чтобы усилить испарение и охлаждение.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): дом с охладителем для болот, прикрепленным к крыше.\ text {o} \ text {F} \)) и низкой влажности (желательно менее \ (30 \% \)). Эти кулеры хорошо работают в пустынных районах, но не обеспечивают охлаждения во влажных районах страны.
Испарение
Лужа, оставленная нетронутой, со временем исчезает. Молекулы жидкости уходят в газовую фазу, становясь водяным паром. Испарение — это процесс превращения жидкости в газ. Испарение — это превращение жидкости в пар при температуре ниже температуры кипения жидкости.Если вместо этого вода хранится в закрытом контейнере, молекулы водяного пара не имеют возможности выйти в окружающую среду, и поэтому уровень воды не изменится. Когда некоторые молекулы воды становятся паром, такое же количество молекул водяного пара конденсируется обратно в жидкое состояние. Конденсация — это изменение состояния с газа на жидкость.
Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Испарение (A) и конденсация (B).
Чтобы молекула жидкости перешла в газовое состояние, молекула должна обладать достаточной кинетической энергией, чтобы преодолеть межмолекулярные силы притяжения в жидкости.Напомним, что в данном жидком образце будут молекулы с широким диапазоном кинетических энергий. Молекулы жидкости, обладающие определенной пороговой кинетической энергией, покидают поверхность и превращаются в пар. В результате оставшиеся молекулы жидкости имеют более низкую кинетическую энергию. По мере испарения температура оставшейся жидкости понижается. Вы наблюдали эффект испарительного охлаждения. В жаркий день молекулы воды в вашем поту поглощают тепло тела и испаряются с поверхности вашей кожи.В процессе испарения оставшийся пот становится более прохладным, что, в свою очередь, поглощает больше тепла от вашего тела.
Данная жидкость испаряется быстрее при нагревании. Это связано с тем, что процесс нагрева приводит к тому, что большая часть молекул жидкости имеет кинетическую энергию, необходимую для выхода с поверхности жидкости. На рисунке ниже показано распределение кинетической энергии молекул жидкости при двух температурах. Количество молекул, обладающих необходимой кинетической энергией для испарения, показано в заштрихованной области под кривой справа.Жидкость с более высокой температурой \ (\ left (T_2 \ right) \) имеет больше молекул, способных уйти в паровую фазу, чем жидкость с более низкой температурой \ (\ left (T_1 \ right) \).
Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): кривые распределения кинетической энергии для жидкости при двух температурах \ (T_1 \) и \ (T_2 \). Заштрихованная область представляет молекулы с достаточной кинетической энергией, чтобы покинуть жидкость и стать паром.
На высоте 29 029 футов \ (\ left (8848 \: \ text {m} \ right) \) гора Эверест в Гималайском хребте на границе между Китаем и Непалом является самой высокой точкой на Земле.\ text {o} \ text {C} \). Из-за этой разницы очень сложно выпить приличную чашку чая (что определенно расстроило некоторых британских альпинистов).
Кипячение
По мере нагрева жидкости средняя кинетическая энергия ее частиц увеличивается. Скорость испарения увеличивается по мере того, как все больше и больше молекул могут уходить с поверхности жидкости в паровую фазу. В конце концов достигается точка, когда молекулы по всей жидкости обладают достаточной кинетической энергией, чтобы испарил .В этот момент жидкость закипает. Точка кипения — это температура, при которой давление пара жидкости равно внешнему давлению. На рисунке ниже показано кипение жидкости.
Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Сравнение испарения и кипения.
На рисунке слева жидкость ниже точки кипения, но часть жидкости испаряется. Справа температура повышена до тех пор, пока в теле жидкости не начнут образовываться пузырьки.Когда давление пара внутри пузырька равно внешнему атмосферному давлению, пузырьки поднимаются на поверхность жидкости и лопаются. Температура, при которой происходит этот процесс, является точкой кипения жидкости.
Нормальная точка кипения — это температура, при которой давление пара жидкости равно стандартному давлению. Поскольку атмосферное давление может меняться в зависимости от местоположения, точка кипения жидкости изменяется в зависимости от внешнего давления. Нормальная точка кипения является постоянной, поскольку она определяется относительно стандартного атмосферного давления \ (760 \: \ text {мм} \: \ ce {Hg} \) (или \ (1 \: \ text {atm} \ ) или \ (101.3 \: \ text {кПа} \)).
Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Влияние высоты на температуру кипения воды.
Сводка
- Точка кипения — это температура, при которой давление пара жидкости равно внешнему давлению.
- По мере увеличения высоты температура кипения снижается.
- Испарение — это превращение жидкости в пар при температуре ниже температуры кипения жидкости.
- Конденсация — это изменение состояния с газа на жидкость.
- При повышении температуры скорость испарения увеличивается.
Авторы и авторства
Эта страница была создана на основе содержимого следующими участниками и отредактирована (тематически или всесторонне) командой разработчиков LibreTexts в соответствии со стилем, представлением и качеством платформы:
При какой температуре испаряется вода
При какой температуре испаряется вода
При какой температуре испаряется вода?
Для испарения требуется тепло (энергия).Энергия используется для разрыва связей, удерживающих молекулы воды вместе, поэтому вода легко испаряется при температуре кипения (212 ° F, 100 ° C), но испаряется гораздо медленнее до точки замерзания.
Так вода испаряется при всех температурах?
Даже при низких температурах некоторые молекулы воды обладают достаточной энергией для выхода, поэтому испарение воды может происходить при любой температуре (да, даже если вода находится во льду). С повышением температуры появляется больше молекул с более высокой кинетической энергией, и поэтому больше воды может испариться.
Кроме того, сколько времени нужно, чтобы капля воды испарилась?
Это эксперимент, который показывает, как долго капля воды испаряется естественным образом. Это займет не менее 3,5 часов, и все фотографии вошли в это видео.
Для этого температура воды должна быть 100 градусов, чтобы испариться?
При относительной влажности менее 100% вода испаряется в воздух и превращается в водяной пар. Это означает, что при 100 ° C у вас может быть чистый водяной пар при атмосферном давлении. Вот почему вода закипает при температуре 100 ° C на уровне моря: под поверхностью воды может образовываться пузырек пара.
Вода испаряется при 0 градусах?
Вода ниже 0 может испаряться или сублимироваться. Это зависит от того, что в нем растворяется, или от его чистоты. Чистая вода замерзает при 48 ° C. Таким образом, жидкая вода может испаряться значительно ниже 0 ° C. Условие активации воды — 0.
Сколько времени требуется стакану воды, чтобы испариться?
Для полного испарения воды требуется 1,2 часа.
Может ли чашка воды полностью испариться?
Нет, потому что, если температура окружающей среды поддерживается постоянной, энергия (тепло) воды поглощается воздухом, температура воздуха должна повышаться, но если температура окружающей среды поддерживается постоянной, вода не может испаряться, потому что ее недостаточно. энергия для выполнения фазы.
Будет ли испаряться стакан воды?
Вода в закрытом стекле испаряется так же быстро, как и в открытом. Когда банка закрывается, количество молекул воды в воздухе увеличивается, в результате чего все больше и больше из них подпрыгивают и становятся жидкостью в воде.
Какая жидкость испаряется быстрее всего?
Заключение. Был сделан вывод, что разные жидкости испаряются с разной скоростью в зависимости от физических свойств соответствующего вещества. Средство для снятия лака испаряется быстрее, за ним следует вода, соленая вода, уксус, апельсиновый сок и масло.
При какой температуре вода испаряется быстрее всего?
212 градусов по Фаренгейту
Какая жидкость легко испаряется при комнатной температуре?
Жидкости, такие как жидкость для снятия лака с ацетоном, имеют очень высокое давление пара, что позволяет легко испаряться и рассеиваться в воздухе. Оливковое масло, с другой стороны, имеет очень низкое давление пара, поэтому оно, вероятно, не сильно испаряется при комнатной температуре [источник: NEWTON].
При какой температуре испаряется вода под вакуумом?
Если поддерживать вакуум (давление ниже атмосферного), вода закипает при температуре ниже 100 градусов Цельсия.
Как вода испаряется при комнатной температуре?
Этот процесс известен как испарение. Оказывается, все жидкости могут испаряться при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении. Испарение происходит, когда атомы или молекулы покидают жидкость и превращаются в пар. Не все молекулы в жидкости имеют одинаковую энергию.
Что противоположно испарению?
Конденсация противоположна испарению. Конденсация описывает фазовый переход из газообразного состояния в жидкое. Испарение происходит, когда молекулы на поверхности жидкости переходят в газовую фазу при температуре ниже точки кипения вещества.
Холодная вода испаряет воду?
Да, холодная вода может испаряться. Вода состоит из небольших молекул, которые постоянно находятся в движении. Постоянное движение накапливает энергию, так что вода со временем испаряется. Однако холодная вода испаряется намного медленнее, чем горячая.
Может ли температура воды превышать 100 градусов?
Жидкая вода может быть теплее 100 ° C (212 ° F) и холоднее 0 ° C (32 ° F). Нагревание воды выше точки кипения без кипения называется перегревом. Если вода перегрета, она может подняться выше точки кипения без кипения.Когда вода превращается в лед, лед можно охладить до абсолютного нуля.
Вода испаряется ночью?
Да, это испарение за ночь. Температура воды для испарения не должна быть 100 ° C. Скорость испарения может снизиться, когда станет холоднее, но это произойдет. Все, что вам нужно, — это правильное сочетание температуры, давления и влажности.
Как быстро испаряется кипящая вода?
Например, если мы вскипятим воду, для достижения точки кипения потребуется 5 минут. Если мы продолжаем нагревать, вода полностью испарится еще через 20 минут (что хорошо, потому что тогда у нас будет время спасти чайник).
Что такое процесс испарения?
Испарение происходит, когда жидкость превращается в газ. Когда вода нагревается, она испаряется. Молекулы движутся и колеблются так быстро, что убегают в атмосферу, как молекулы водяного пара. Тепло от солнца или солнечной энергии запускает процесс испарения.
При какой температуре испаряется вода
ATMO336 — осень 2015 г.
ATMO336 — осень 2015 г.
Для описания физики этих процессов нам потребуется
какой-то способ указать содержание водяного пара в атмосфере.Есть
много способов сделать это, и мы будем использовать некоторые из них в этом классе. Первый — это
то, что называется давлением пара.
Давление пара (e) — давление газа (сила / площадь), оказываемое водяным паром.
только молекулы. Чем выше концентрация молекул водяного пара (числовая плотность),
тем выше давление пара.
Среднее атмосферное давление на уровне моря составляет около 1013 миллибар (мбар).
Если общее давление воздуха
составляет 1013 мбар, а водяной пар составляет 1% молекул воздуха, то
давление пара составляет 1% от 1013 мбар или 10.13 мб. Водяной пар — это следовой газ
в атмосфере Земли — максимальное давление пара никогда не превышает
около 40 мб. На данный момент важным понятием является то, что пар
давление — один из способов отслеживать количество водяного пара. Для наших целей
чем выше давление пара,
тем больше в воздухе водяного пара.
Испарение и конденсация в замкнутой системе
Физическое объяснение процессов испарения и конденсации и концепции насыщения,
представлены в этом
рисунок, изображающий взаимосвязь между паром
давление и насыщенность.[Рисунок должен открыться в новой вкладке. Он плохо вписывается в эту страницу с текстом.
Щелкните изображение для увеличения.] На рисунке показано, что происходит в
«закрытая система». В этом контексте закрытая система означает, что воздух или водяной пар изнутри не могут покинуть колбу.
и никакой воздух или водяной пар извне не могут попасть в колбу.
Испарение и конденсация — конкурирующие процессы
которые происходят одновременно на границе раздела жидкость вода-воздух. В
скорость испарения может быть определена как количество молекул воды, которые изменяют фазу
от жидкости к газу каждую секунду.Скорость испарения в основном определяется температурой
жидкая вода. Чем выше температура жидкой воды, тем быстрее скорость испарения.
В масштабе отдельных молекул молекула жидкой воды испарится (сменит фазу с
жидкость в газ) всякий раз, когда эта молекула имеет достаточно энергии, чтобы разорвать химические связи, которые она имеет с
соседние молекулы жидкой воды. Чем выше температура жидкой воды, тем выше средний
энергия молекул жидкости, и тем быстрее скорость испарения.
Скорость конденсации можно определить как количество молекул водяного пара, которые изменяют
фаза из газа в жидкость каждую секунду. Скорость конденсации
зависит в основном от давления пара в пространстве над поверхностью жидкости. Давление пара увеличивается
поскольку концентрация водяного пара в пространстве над жидкостью увеличивается. Таким образом, чем выше концентрация
молекул водяного пара над поверхностью жидкости, тем выше скорость конденсации.
Происходит конденсация
когда молекула водяного пара сталкивается с жидкой поверхностью воды и химически связывается с жидкой водой
молекулы. Должно быть понятно, что чем выше давление пара, тем выше частота столкновений, и
тем больше скорость конденсации.
Вот краткое объяснение ранее упомянутых
рисунок, изображающий взаимосвязь между паром
давление и насыщенность. Панель (а) показывает систему сразу после добавления жидкой воды.
без времени для испарения.Манометр показывает давление сухого воздуха внутри
колба. Начальное давление пара равно нулю. Учитывайте скорость испарения и конденсации. Скорость испарения
задается температурой, которая составляет 20 ° C, в то время как скорость конденсации равна нулю на панели (а), поскольку
давление пара равно нулю. Поскольку скорость испарения больше, чем скорость конденсации, существует
будет чистым переходом жидкой воды в водяной пар. Спустя некоторое время на панели (b) теперь
измеряемое давление пара.Имейте в виду, что скорость испарения не изменилась с тех пор, как температура
системы все еще составляет 20 ° C, однако скорость конденсации увеличивается по мере того, как давление пара внутри
колба увеличивается. Это продолжается до тех пор, пока давление пара не увеличится до точки (c).
где скорость испарения равна скорости конденсации.
В замкнутой системе будет достигнуто динамическое равновесие, при котором скорость испарения равна
скорость конденсации.Когда это происходит,
давление насыщенного пара (e s ) может быть измерено, и
считается, что воздух внутри закрытой системы на насыщен водяным паром .
Под насыщением можно понимать емкость или максимальное количество
водяного пара, который может существовать в воздухе при определенной температуре. Очень важно понимать, что
чем выше температура воздуха, тем выше давление насыщенного пара. Давление насыщенного пара имеет
сильная температурная зависимость.Как показано на рисунке ниже, небольшое повышение температуры приводит к
большое увеличение давления насыщенного пара или емкости для водяного пара в воздухе.
Другими словами, теплый воздух
может удерживать больше водяного пара, чем холодный воздух.
На рисунке слева показано давление насыщенного пара для воды для диапазона температур.
типичен для поверхности Земли. Обратите внимание на подпись к рисунку, что повышение температуры с 10 ° C до
30 ° C (от 50 ° F до 86 ° F), которое может произойти в течение дня, вызывает насыщение пара
давление увеличится в три с половиной раза, с 12 мбар до 42 мбар.Таким образом, небольшое изменение в
температура приводит к большому изменению давления насыщенного пара или максимального количества
водяной пар, который может существовать в воздухе. Важно понимать, что насыщенный пар
давление (или максимальное количество
водяной пар, который может находиться в воздухе) увеличивается экспоненциально с увеличением температуры.
Резкое увеличение давления насыщенного пара с
повышение температуры продолжается выше 40 ° C (104 ° F). Вода закипит , когда
давление насыщенного пара равно давлению окружающего воздуха.На уровне моря вода закипит
когда давление насыщенного пара равно давлению на уровне моря, которое имеет среднее значение 1013 мбар. Как многие из
вы знаете, что это происходит, когда температура воды составляет 100 ° C или 212 ° F. Это показано в
рисунок справа, который расширяет температурный диапазон до 100 ° C.
Когда вода закипает, пузырьки водяного пара (газовая форма воды) способны
формируются под поверхностью воды и поднимаются вверх. Давление газа внутри этих водяных паров
пузырьки должны выдерживать окружающее давление, иначе они будут раздавлены.Если давление насыщенного пара меньше давления окружающего воздуха, любой пузырек водяного пара
который пытается сформироваться, будет раздавлен давлением окружающего воздуха. Поэтому в зависимости от
точное значение давления окружающего воздуха, вода закипит при
удельная температура, т.е. температура, при которой давление насыщенного пара равно
окружающее давление воздуха.
Испарение и конденсация в атмосфере
Вблизи поверхности Земли давление пара обычно меньше давления насыщенного пара.(ПРИМЕЧАНИЕ: фактическое давление пара воздуха может варьироваться от нуля до давления насыщенного пара).
Следовательно, скорость испарения больше, чем скорость конденсации, т.е. жидкая вода около
поверхность Земли непрерывно испаряется (переходя из жидкой фазы в газообразную).
Вы легко можете убедить себя в этом, не ставя стакан с водой. Вся жидкость
со временем испарится.
Причина
воздух у земли не достигает насыщения, потому что после испарения воды водяной пар
может отойти от поверхности.Это не ловушка, как в закрытом эксперименте, описанном выше.
После испарения вода становится частью газов, составляющих атмосферу. Когда воздух
поднимается вверх, охлаждается (причина охлаждения поднимающегося воздуха будет объяснена позже). Когда воздух охлаждается, давление его насыщенного пара
уменьшается, другими словами, максимальное количество водяного пара, которое может удерживать воздух, уменьшается. Если воздух
поднимается достаточно высоко и достаточно остывает, он не сможет удерживать весь содержащийся в нем водяной пар.Когда это происходит, водяной пар должен снова конденсироваться в жидкую воду. Так образуются облака. Облака
состоит из крошечных капелек жидкой воды (и, возможно, льда). Водяной пар — невидимый газ и не может
когда-либо быть замеченным. Если вы видите это, например, облака, пар, ваше дыхание в холодный день, это должны быть жидкие капли воды.
Мы скоро поговорим об облаках подробнее.
Как вода испаряется не при 100 градусах Цельсия и образует облака | Авез Шарик
Позвольте мне повторить, вода кипит при 100 градусах Цельсия при нормальном давлении (1 атмосфера).Этот факт нельзя отрицать. Но что удивительно, вода испаряется при температуре менее 100 градусов. Я говорю о высыхании одежды, испарении воды из прудов и образовании дождевых облаков и о пересыхании во рту, когда я сплю с открытым ртом. Ни в одном из этих случаев температура не достигла 100 градусов. Тогда как это делает вода.
Вы бы уже заметили в статье два слова кипятить и испаряться . И первое предположение — это подозревать, что это как-то связано с этим.Ну, кипение — это явление (в широком смысле слова), при котором образуются пузыри, а при испарении пузыри не образуются. После закипания вода превращается в пар, а после испарения вода превращается в водяной пар. Теперь я мог бы продолжить о различиях между паром и водяным паром, но вопрос все еще остается, как жидкость превращается в газ не при температуре кипения?
Люди, имеющие некоторый опыт работы в области инженерии, могли бы предположить, что это как-то связано с давлением.Ведь вода закипает при 100 градусах при давлении в 1 атмосферу. Небольшой поиск показывает, что для того, чтобы вода закипела при 30 градусах, давление должно быть всего 8 кПа (сравните с 101 кПа при нормальном атмосферном давлении). Итак, это работает не так…
Фото Лукаша Лада на Unsplash
Ответ — динамическое равновесие. Когда вы помещаете стакан воды в открытую атмосферу, часть воды постоянно испаряется в атмосферу, а часть в атмосфере постоянно конденсируется в стакан с водой.Если обе ставки одинаковы, вы не увидите изменений. Если преобладает конденсация, мы видим капли росы, а если испарение преобладает, то мы видим облака.
Фото Дэна Карлсона на Unsplash
Обычно преобладает испарение, поэтому наша одежда всегда сохнет, а не намокает.