Испарение. Конденсация. Кипение. Влажность воздуха.

В природе, технике и быту мы часто наблюдаем пре­вращение жидких и твердых тел в газообразное состояние. Высыхают лужи, оставшиеся после дождя, мокрое белье, исчезают куски сухого льда, «тают» кусочки нафталина, которым мы пересыпаем шерстяные вещи и т.п. Во всех этих случаях наблюдается парообразование — переход ве­ществ в газообразное состояние — пар.

Существуют два способа перехода жидкости в газооб­разное состояние: испарение и кипение.

Испарение происходит с открытой, свободной поверх­ности, отделяющей жидкость от газа, например с поверх­ности открытого сосуда, с поверхности водоема и т.д. Испарение происходит при любой температуре, но для всякой жидкости с повышением температуры скорость его увеличивается.

Следует различать два основных случая. Первый, когда испарение происходит в замкнутом сосуде и температура во всех точках сосуда одинакова. Так, например, испаряет­ся вода внутри парового котла или в чайнике, закрытом крышкой. Пар находится в тепловом равновесии с жидкостью; такой пар называется насыщенным. Второй случай, когда пространство над жидкостью незамкнутое; так испаряется вода с поверхности пруда. Здесь равновесия не достигается практически никогда и пар является ненасыщенным. При испарении жидкость охлаждается.

Отношение парциального давления пара к давлению насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах, называется относительной влажностью.

·100%; Измеряют влажность с помощью гигрометра и психрометра. Психрометр состоит из двух термометров: влажного и сухого. По разности показаний термометров с помощью специальной таблицы узнают влажность воздуха.

Скорость испарения зави­сит от многих факторов:

1) от температуры; если жидкость и пар находятся в равновесии, то скорость испарения равна нулю. Точнее, оно все же происходит, но с той же скоростью идет и обратный процесс — конденсация (переход вещества из газообразного или парообразного состояния в жидкое).

2) скорость испарения увеличивается, если образующийся пар сдува­ется потоком воздуха или откачивается насосом.

3) от площади испарения жидкости.

4) разные вещества испаряются с разной скоростью.

Второй способ парообразования — это кипение, харак­теризующееся тем, что образова­ние пара происходит не только на поверхности, но и по всей массе жидкости. Кипение становится возможным, если давление насыщенных паров жидкости делается рав­ным внешнему давлению. Поэтому данная жидкость, кипит при вполне определенной температуре. Обычно температуру кипения приводят для атмосферного давления. Например, вода при атмосферном давлении кипит при 373 К или 100°С.

При увеличении давления температура кипения повышается; при умень­шении давления — понижается. Поэтому, например, на вершине Эвереста, где давление p = 31 кПа, вода закипит при t_кип=72°C. Чтобы температура испаряющейся жидкости не изме­нялась, к жидкости необходимо подводить определенное количество теплоты.

Физическая величина, показывающая, какое количе­ство теплоты необходимо, чтобы обратить жидкость массой 1 кг в пар без изменения температуры, называется удельной теплотой парообразования. Обозначается эта величина бук­вой L, а измеряется в Дж/кг: [L] = Дж/кг. Для того чтобы подсчитать количество теплоты, необ­ходимое для превращения в пар жидкости любой массы, взятой при температуре кипения, нужно удельную теплоту парообразования умножить на массу: Q=mL, [Q]=Дж

Билет № 15.