Випаровування. Насичений і ненасичений пар
З повсякденних спостережень відомо, що кількість води, ефіру, бензину та іншої рідини, яка знаходиться у відкритому посуді, поступово зменшується. Насправді рідина не може зникнути безслідно, вона перетворюється на пару.
Явище перетворення рідини в пару називається паротворенням.
Існує два способи переходу рідини в газоподібний стан: випаровування і кипіння.
Пароутворення, що відбувається з поверхні рідини, називається випаровуванням.
Ми знаємо, що молекули рідини безперервно рухаються з різними швидкостями. Якщо яка-небудь досить “швидка” молекула опиниться біля поверхні рідини, то вона може подолати тяжіння сусідніх молекул і вилетіти з рідини. Вилетіли з поверхні рідини молекули утворюють над нею пар. У що залишилися молекул рідини при зіткненнях змінюються швидкості. Деякі з молекул набувають при цьому швидкість, достатню для того, щоб, опинившись біля поверхні, вилетіти з рідини. Цей процес триває, тому рідина випаровується поступово.
Швидкість випаровування залежить від декількох причин.
Якщо листок паперу змочити в одному місці ефіром, а в іншому водою, то ми помітимо, що ефір випарується значно швидше, ніж вода. Значить, швидкість випаровування залежить від роду рідини. Швидше випаровується та рідина, молекули якої притягуються один до одного з меншою силою. Адже в цьому випадку подолати тяжіння і вилетіти з рідини може більше число молекул.
Так як деяке число швидко рухомих молекул завжди є в рідині, то випаровування повинно відбуватися при будь-якій температурі. Спостереження підтверджують це. Наприклад, калюжі, що утворилися після дощу, висихають і влітку в спеку, і восени, коли вже холодно. Але влітку вони висихають швидше. Справа в тому, що чим вище температура рідини, тим більше в ній швидко рухомих молекул. Вони здатні подолати сили тяжіння навколишніх молекул і вилетіти з поверхні рідини.
Тому випаровування відбувається тим швидше, чим вище температура рідини.
Обміління Аральського моря в результаті втрати води при випаровуванні і різкому зниженні припливу зовнішніх вод
Обміління Аральського моря в результаті втрати води при випаровуванні і різкому зниженні припливу зовнішніх вод
Якщо у вузький і широкий судини налити по однаковому обсязі води, то можна помітити, що в широкому посудині вода випарується значно швидше. Наприклад, вода, налита в блюдце, випаровується швидше, ніж вода, налита в склянку. Розвішана білизна швидше висихає, ніж зім’ятою. Це пояснюється тим, що рідина випаровується з поверхні, і чим більше площа поверхні рідини, тим більше число молекул одночасно вилітає в повітря.
Значить, швидкість випаровування рідини залежить від площі її поверхні.
Одночасно з переходом молекул з рідини в пару відбувається і зворотний процес. Безладно рухаючись над поверхнею рідини, частина молекул, які залишили її, знову повертається в рідину.
Якщо випаровування рідини відбувається в закритій посудині, то спочатку число молекул, що вилетіли з рідини, буде більше числа молекул, які повернулися назад у рідину. Тому щільність пара в посудині буде поступово збільшуватися. Зі збільшенням щільності пара збільшиться і число молекул, що повертаються в рідину. Досить скоро число молекул, що вилітають з рідини, стане рівним числу молекул пари, які повертаються назад у рідину. З цього моменту число молекул пари над рідиною буде постійним. Настає так зване динамічну рівновагу між парою і рідиною.
Пар, що знаходиться в динамічній рівновазі зі своєю рідиною, називається насиченим.
Якщо в просторі, що містить пари якої-небудь рідини, може відбуватися подальше випаровування цієї рідини, то пара, що знаходиться в цьому просторі, є ненасиченим парою.
Пар, що не знаходиться в стані рівноваги зі своєю рідиною, називається ненасиченим.
При динамічній рівновазі маса рідини в закритій посудині не змінюється, хоча рідина продовжує випаровуватися (рис. 20).
У відкритому посуді маса рідини внаслідок випаровування поступово зменшується. Це пов’язано з тим, що більшість молекул пара розсіюється в повітрі, не повертаючись в рідину. Але невелика частина їх повертається назад в рідину, сповільнюючи тим самим випаровування. Тому при вітрі, який відносить молекули пари, випаровування рідини відбувається швидше.
Знаючи, від яких причин залежить швидкість випаровування, ми можемо пояснити тепер, навіщо, наприклад, переливають чай зі склянки в блюдце, дмуть на гарячий суп або кашу, обмахуються віялом.
Спостереження і досліди показують, що випаровуються і тверді тіла. Випаровується, наприклад, лід, тому білизна висихає і на морозі. Випаровується нафталін, тому ми відчуваємо його запах.
Питання
Яке явище називають випаровуванням?
Чому випаровування рідини відбувається при будь-якій температурі?
Від чого залежить швидкість випаровування рідини?
Чому випаровування відбувається тим швидше, чим вище температура рідини?
Як залежить швидкість випаровування рідини від площі її поверхні?
Який пар називається насиченим?
Який пар називається ненасиченим?
Чому випаровування рідини відбувається швидше, якщо над її поверхнею дме вітер?
завдання
На скляну пластинку або блюдце з допомогою піпетки капніть по 1-2 краплі води, масла і духів. Поспостерігайте, яка крапля випарується першою, а яка останньою. Дайте пояснення.
Візьміть коригувальну рідина на водній основі. Нанесіть її на дві літери, написані на різних аркушах. На одну з букв, покриту коректує рідиною, подмімо. Поясніть, чому в останньому випадку вона висохне швидше.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)