Embedded Files
Пароутворення — це процес перетворення рідини в пару. Конденсація — явище перетворення пари в рідину.
Розрізняють два види пароутворення: випаровування та кипіння.
Ми знаємо, що молекули рідини, так само як молекули твердого тіла або газу, безперервно рухаються з різними швидкостями. Окремі молекули рідини рухаються із швидкостями як більшими, так і меншими від середньої швидкості. Якщо якась «швидка» молекула опиниться біля поверхні рідини, то вона може подолати притягання сусідніх молекул і вилетіти з рідини. Молекули, що вилетіли з поверхні рідини, утворюють над нею пару — відбувається процес випаровування.
Випаровування — перехід речовини з рідкого або твердого агрегатного стану в газоподібний (пару), який відбувається на вільній поверхні рідини.
Швидкість випаровування залежить від кількох причин.
Швидкість випаровування залежить від різновиду рідини
Швидкість випаровування залежить від температури
Якщо рідина випаровується в закритій посудині (мал. а), то досить швидко кількість молекул, які вилетіли з рідини, дорівнюватиме кількості молекул пари, що повертаються назад в рідину. Тому кількість рідини в закритій посудині не змінюється, а в просторі над рідиною буде міститись максимально можлива кількість пари в заданому об’ємі.
У відкритій посудині (мал. б) кількість рідини внаслідок випаровування поступово зменшується, бо більшість молекул пари розсіюється в повітрі, не повертаючись у рідину. Тільки невелика їх частина повертається назад у рідину, сповільнюючи цим процес випаровування. Тому під час вітру, який відносить молекули пари, рідина випаровується швидше. Швидкість випаровування залежить від наявності й швидкості потоків повітря та його вологості.
Швидкість випаровування рідини залежить від площі її вільної поверхні
Кипіння — перехід рідини в пару, який характеризується інтенсивним випаровуванням рідини не тільки з її вільної поверхні, а й з усього об’єму.
Температуру, за якої кипить рідина, називають температурою кипіння. У кожної речовини вона має своє значення і залежить від різних факторів, зокрема від зовнішнього тиску.
Залежність температури кипіння води від тиску
Питома теплота пароутворення — це фізична величина, що показує, яка кількість теплоти потрібна, щоб перетворити рідину масою 1 кг у пару без зміни температури рідини.
Щоб обчислити кількість теплоти, яка потрібна для перетворення в пару рідини будь-якої маси m, узятої за температури кипіння, треба питому теплоту пароутворення L помножити на масу:
Qвип = Lm.
При конденсації пари виділяється певна кількість теплоти; причому її значення дорівнює значенню кількості теплоти, отриманої рідиною при пароутворенні за тої ж температури.
Графік залежності температури від часу
На малюнку графічно зображено процеси нагрівання й кипіння води та нагрівання утвореної водяної пари, а також обернені процеси: охолодження пари, конденсації та охолодження води.
Перевір себе
Перевір себе
Запитання для самоперевірки
1. Який процес називають пароутворенням; випаровуванням; конденсацією?
2. Поясніть процеси випаровування і конденсації на основі молекулярно-кінетичної теорії будови речовини.
3. Які чинники впливають на швидкість випаровування?
4. Що відбувається з рідиною при випаровуванні? Чому?
5*. Яка пара називається насиченою; ненасиченою?
6*. Як залежать густина і тиск насиченої пари від температури? Чому?
Задачі
1. Яка кількість енергії потрібна для перетворення води масою 2 кг, взятої за температури 20 °С, у пару?
2. Яка кількість теплоти виділяється під час конденсації 2,5 кг водяної пари, якщо її температура 100 °С?
3. Водяну пару масою 1 кг узято за температури 100 °С. Скільки енергії передасть вона навколишньому середовищу в разі конденсації й подальшого охолодження до 0 °С?
4. Яку кількість теплоти потрібно витратити, щоб 4 кг льоду, взятого за температури -10 °C, перетворити у пару температурою 100 °C?
5. У посудину, в якій міститься 1,5 кг води за температури 15 °С, впустили 200 г водяної пари за температури 100 °С. Яка температура встановиться в посудині після конденсації пари?
6. Яка кількість теплоти необхідна, щоб перетворити 5 л води, яка має температуру 80 °С, у пару за температури 100 °С?
7. Водяна пара за температури 100 °С сконденсувалася у воду з тією ж температурою. Як змінилися при цьому об’єм, маса, густина і внутрішня енергія речовини?
Page updated
Google Sites
Report abuse