УРОК 34

Пароутворення. Випаровування та конденсація.

Кипіння

Процес переходу речовини з рідкого стану в газоподібний називають пароутворенням.

Процес випаровування

Рідина може перетворитися на газ двома способами: випаровуванням і кипінням.

Випаровування — це процес пароутворення з вільної поверхні рідини*.

* Процес пароутворення здійснюється і з поверхні твердих тіл (ви, напевно, помічали, що під час сильних морозів кудись зникають замерзлі калюжі). Цей процес називають сублімацією. Протилежний процес — перехід речовини з газоподібного стану в кристалічний — називають кристалізацією.

Після ознайомлення з механізмом випаровування можна зробити кілька висновків:

випаровування рідин відбувається за будь-якої температури;
якщо рідина не отримує енергії ззовні, вона охолоджується;
процес випаровування супроводжується поглинанням енергії.

Умови, які впливають на швидкість випаровування:

Чим вища температура рідини, тим швидше рідина випаровується.
Швидкість випаровування залежить від площі вільної поверхні рідини: чим більша площа вільної поверхні рідини, тим швидше рідина випаровується.
Швидкість випаровування залежить від роду рідини.
Швидкість випаровування залежить від руху повітря: чим більший рух повітря над поверхнею рідини, тим швидше вона випаровується.

Біля поверхні рідини завжди існує «хмара» молекул, які повилітали з неї. Ці молекули хаотично рухаються, зіштовхуються одна з одною та з молекулами інших газів, які складають повітря. У результаті такого руху молекула рідини може так близько підлетіти до її поверхні, що молекулу «захоплять» сили міжмолекулярної взаємодії та знову повернуть у рідину.

Якби молекули, залишаючи рідину, зовсім не поверталися до неї, то швидкість випаровування була б величезною. Наприклад, за кімнатної температури повна склянка води випарувалася б за 4 хвилини, адже за цих умов з 1 см² води щосекунди вилітає 10²¹ молекул.

Процес конденсації

Процес переходу речовини з газоподібного стану в рідкий називають конденсацією.

Якщо вологе повітря піднімається у вищі шари атмосфери, то після його охолодження утворюються хмари. Якщо вологе повітря охолоджується поблизу поверхні Землі, то утворюється туман. І хмари, і туман складаються з дрібних краплинок води, що утворюються внаслідок конденсації водяної пари*. Оскільки процес конденсації супроводжується виділенням енергії, утворення туману затримує зниження температури повітря.

* Хмари також можуть складатися (частково чи повністю) з кристаликів льоду.

Процес кипіння

Кипіння — це процес пароутворення, який відбувається в усьому об'ємі рідини та супроводжується утворенням і зростанням бульбашок пари.

Під час кипіння температура рідини не змінюється.

Інтерактивна симуляція "Фізика в школі" (Агрегатний стан)

Температуру, за якої рідина кипить, називають температурою кипіння.

Фактори, які впливають на температуру кипіння рідини

Зі збільшенням зовнішнього тиску температура кипіння рідини зростає.
Зі зменшенням зовнішного тиску температура кипіння рідини знижується.
Температура кипіння залежить від роду рідини.
Температура кипіння також залежить від наявності в рідині розчиненого газу.

Якщо довго кип’ятити воду, в такий спосіб видаливши з неї розчинений газ, то повторно за нормального тиску цю воду можна буде нагріти до температури, яка перевищує 100 °С. Таку воду називають перегрітою*.