ГРУППА 301. ФИЗИКА. ТЕМА «ИСПАРЕНИЕ И КОНДЕНСАЦИЯ»

Испарение –это парообразование, которое происходит только со свободной поверхности жидкости, граничащей с газообразной средой или вакуумом.

Неравномерное распределение кинетической энергии теплового движения молекул приводит к тому, что при любой температуре кине­тическая энергия некоторых молекул жидкости или твердо­го тела может превышать по­тенциальную энергию их связи с остальными молекулами.

Ис­парение — это процесс, при ко­тором с поверхности жидкости или твердого тела вылетают молекулы, кинетическая энергия которых превышает потенциаль­ную энергию взаимодействия мо­лекул. Испарение сопровождает­ся охлаждением жидкости.

Рассмотрим процесс испарения с точки зрения молекулярно-кинетической теории. Чтобы покинуть жидкость, молекулы должны выполнить работу за счет уменьшения своей кинетической энергии. Среди хаотически движущихся молекул жидкости в ее поверхностном слое всегда найдутся такие молекулы, которые стремятся вылететь из жидкости. Когда такая молекула выходит за поверхностный слой, то возникает сила, втягивающая молекулу обратно в жидкость. Поэтому вылетают из жидкости только те молекулы, у которых кинетическая энергия больше работы, необходимой для преодоления противодействия молекулярных сил.

Скорость испарения зависит:

а) от рода жидкости;

б) от площади ее свободной поверхности. Чем больше эта площадь, тем быстрее испаряется жидкость.

в) чем меньше плотность пара жидкости над ее поверхностью, тем больше скорость испарения. Поэтому откачка паров (ветер) с поверхности ускорит ее испарение.

г) с повышением температуры скорость испарения жидкости возрастает.

Парообразование- этопереход вещества из жидкого состояния в газообразное состояние.

Конденсация -это переход вещества из газообразного состояния в жидкое состояние.

При парообразовании внутренняя энергия вещества увеличивается, а при конденсации — уменьшается.

Теплота парообразования–этоколичество теплоты Q, необходимое для превращения жидкости в пар при неизменной температуре.

Удельная теплота парообразования L измеряется количеством теплоты, необходимым для превращения в пар единицы массы жидкости при неизменной температуре

Насыщенный и ненасыщен­ный пар. Испарение жидкости в закрытом сосуде при неизмен­ной температуре приводит к постепенному увеличению кон­центрации молекул испаряюще­гося вещества в газообразном состоянии. Через некоторое время после начала процесса испаре­ния концентрация вещества в газообразном состоянии дости­гает такого значения, при ко­тором число молекул, возвращаю­щихся в жидкость в единицу времени, становится равным чис­лу молекул, покидающих по­верхность жидкости за то же время. Устанавливается динами­ческое равновесие между процес­сами испарения и конденсации вещества.

Динамическое равновесие - это когда процесс испарения жидкости полностью компенсируется с кон­денсацией пара, т.е. сколько молекул вылетает из жидкости, столько же в нее возвращается.

Насыщенный пар – это пар, который находится в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью. Давление и плотность на­сыщенного пара однозначно определяются его температурой.

Ненасыщенный пар – это пар, который находится над поверхностью жидкости, когда испарение преобладает над конденсацией, и пар при отсутствии жидкости. Его давле­ние ниже давления насыщен­ного пара.

При сжатии насыщенного па­ра концентрация молекул пара увеличивается, равновесие между процессами испарения и конден­сации нарушается и часть пара превращается в жидкость. При расширении насыщенного пара концентрация его молекул уменьшается и часть жидкости превращается в пар. Таким об­разом, концентрация насыщенно­го пара остается постоянной не­зависимо от объема. Так как давление газа пропорционально концентрации и температуре давление насыщенного пара при постоянной температу­ре не зависит от объема.

Интенсивность процесса испа­рения увеличивается с возраста­нием температуры жидкости. По­этому динамическое равновесие между испарением и конденса­цией при повышении темпера­туры устанавливается при боль­ших концентрациях молекул газа.

ОТВЕТИТЬ НА ВОПРОСЫ ТЕСТА

Тест по физике Испарение .

1. Парообразование — это

1) нагревание жидкости до ее полного превращения в пар
2) переход жидкости в другое состояние
3) превращение жидкости в пар

2. Известны два вида парообразования

1) испарение и плавление
2) испарение и кипение
3) кипение и конденсация

3. Испарение –это парообразование, которое

1) происходит с поверхности жидкости
2) наступает при нагревании жидкости
3) наблюдается лишь у некоторых жидкостей

4. Какая жидкость — духи, вода, подсолнечное масло — испарится быстрее других?

1) Духи
2) Вода
3) Подсолнечное масло
4) Они испарятся одновременно

5. При какой температуре происходит испарение?

1) При определенной для каждой жидкости
2) Чем меньше плотность жидкости, тем при более низкой
3) При положительной
4) При любой

6. Какие факторы ускоряют испарение жидкости?

1) Повышение уровня жидкости
2) Подводные течения и ветры
3) Рост температуры, мутности и глубины
4) Увеличение температуры, площади поверхности и движения воздуха

7. Куски льда равной массы находятся при температуре -10 °С и имеют разную форму: шара, бруска, тонкой пластины. Какому из них потребуется на испарение наименьшее время?

1) Шару
2) Бруску
3) Пластине
4) Испарение не произойдет

8. В сосуды налита холодная, теплая и горячая вода. Из какого сосуда вода испаряется наименее интенсивно

Список ответов теста

1) №1
2) №2
3) №3

9. Динамическое равновесие между паром и жидкостью наступает

1) когда масса пара делается равной массе жидкости
2) когда число молекул, вылетающих из жидкости, становит­ся равным числу молекул пара, возвращающихся в нее
3) когда число молекул пара становится столь большим, что испарение прекращается

10. Какое необходимо условие, чтобы в сосуде установилось ди­намическое равновесие пара и жидкости? Как называют пар, существующий над жидкостью при динамическом равнове­сии?

1) Сосуд должен быть открытым; насыщенным паром
2) Сосуд должен быть закрытым; ненасыщенным паром
3) Сосуд должен быть закрытым; насыщенным паром
4) Сосуд должен быть открытым; ненасыщенным паром

11. Как изменяется внутренняя энергия испаряющейся жидкости? В чем это проявляется?

1) Уменьшается; в понижении уровня жидкости
2) Уменьшается; в понижении температуры жидкости
3) Остается постоянной; в неизменности температуры жидкости
4) Среди ответов нет верного

12. Как и насколько изменяется внутренняя энергия вещества при конденсации его пара?

1) Она не изменяется
2) Увеличивается; насколько — не известно
3) Увеличивается; на столько, сколько энергии затрачено при его испарении
4) Уменьшается; насколько - зависит от  быстроты процесса