Парообразование и конденсация
Содержание:
1.Введение
2.Испарение
2.1.Факторы, влияющие на скорость испарения
4.Кипение
4.1 Описание протекания процесса кипения на примере кипения воды
5.Опыты
6.Заключение
Введение:
Я выбрал тему «Парообразование и конденсация», потому что она является одной из интереснейших тем в физике. В повседневной жизни мы часто встречаемся с этими явлениями, и поэтому я решил получше в них разобраться.
Цель работы: Подробно изучить явление парообразования и конденсации
Задачи:
Провести опыты с парообразованием и конденсацией
Переход вещества из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием, а обратный переход – конденсацией.
 
Парообразование Конденсация
Парообразование может происходить двумя способами : с помощью испарения и кипения
2)Испарение
Испарение – это превращение или переход жидкости в газ (пар) со свободной поверхности жидкости.
Испарение обусловлено хаотическим движением молекул и происходит только со свободной поверхности, граничащей с газообразной средой. Вылетая из жидкости, молекулы должны преодолеть силы притяжения, действующие со стороны других молекул, т.е. совершить работу выхода. Сделать это могут только быстрые молекулы, обладающие наибольшей кинетической энергией
2.1)Факторы, влияющие на скорость испарения:
1. Строение вещества
В первую очередь испарение связано со строением самого вещества. Можно привести следующий пример: возьмём две бумажные салфетки, смочим одну салфетку водой, а другую – эфиром. Можно заметить, что та салфетка, которая смочена эфиром, высохнет гораздо быстрее. Это объясняется тем, что сила взаимодействия между молекулами эфира гораздо меньше, чем сила взаимодействия между молекулами воды. И поэтому испарение происходит у эфира быстрее.
2. Площадь поверхности
Площадь свободной поверхности жидкости играет очень важную роль: если площадь поверхности достаточно большая, то количество частиц, покидающих жидкость, будет, конечно же, больше, и в этом случае испарение будет происходить быстрее. Можно привести такой пример: если в блюдце налить воду и такое же количество воды налить в стакан, то из блюдца испарение будет происходить гораздо быстрее
3. Температура
Ещё одно явление, которое влияет на испарение, – это изменение температуры. Чем температура выше, тем быстрее происходит испарение. То есть, нагревая тело, мы можем увеличивать скорость процесса испарения, ускорять его, или, наоборот, если мы будем понижать температуру, то процесс испарения будет замедляться. Объясняется это тем, что с увеличением температуры возрастает скорость движения частиц. А раз скорость движения возрастает, то большее количество частиц может покинуть жидкость и перейти в газообразное состояние.
Поскольку движение частиц происходит непрерывно, то процесс испарения также непрерывен. Поскольку при любой температуре движение частиц не прекращается, то и испарение может происходить практически при любой температуре. Поэтому испарение происходит даже при низкой температуре. Например, лужи на улице высыхают не только летом, когда жарко, но и осенью, когда холодно .Отличается лишь скорость высыхания луж.
4. Ветер
Следующий фактор, который влияет на испарение, – это наличие ветра. Над поверхностью жидкости образуется газ. Процесс испарения продолжается непрерывно. Но точно так же будет происходить процесс возвращения молекул обратно в жидкость. Если же дует ветер, то он уносит молекулы, которые перешли из жидкости в газ, и не даёт им вернуться обратно в жидкость. В этом случае процесс испарения ускоряется, то есть скорость испарения возрастает.
В быту часто встречается испарение в закрытых сосудах. К примеру, если взять кастрюлю, в которой находится вода, то на поверхности крышки с внутренней стороны образуются капельки воды.
3) Конденсация
Кроме испарения существует и обратный ему процесс, который называется конденсацией
То есть, конденсация – это процесс перехода пара в жидкость. Этот процесс происходит всегда с выделением количества теплоты (так как внутренняя энергия вещества уменьшается). То есть температура окружающих тел будет повышаться (жидкость передаёт избыточную энергию окружающим телам).
Конденсация происходит так же непрерывно, как и испарение. Точнее, можно сказать, что эти два процесса происходят одновременно, непрерывно.
Подтверждением этого, например, является образование облаков, ведь облака – это сконденсированная жидкость. Выпадение росы или, например, дождь, который идёт, – это всё процессы, которые связаны с конденсацией.
4) Кипение
Кипение – это процесс интенсивного перехода жидкости в газообразное состояние, сопровождающийся образованием пузырьков пара и происходящий по всему объему жидкости при определенной температуре, которую называют температурой кипения.
Температура кипения— температура, при которой происходит кипение жидкости, находящейся под постоянным давлением
4.1)Описание протекания процесса кипения на примере кипения воды
Сравним два вида парообразования между собой. Процесс кипения более интенсивен, чем процесс испарения. Кроме того процесс испарения протекает при любой температуре выше температуры плавления, а процесс кипения – строго при определенной температуре, которая является различной для каждого из веществ и называется температурой кипения. Еще следует отметить, что испарение происходит только со свободной поверхности жидкости, а кипение – сразу со всего объема.
Представим ситуацию, с которой многие из нас неоднократно сталкивались – это нагревание и кипячение воды в некотором сосуде, например, в кастрюле. В ходе нагревания воде будет передаваться определенное количество теплоты, что будет приводить к увеличению ее внутренней энергии и увеличению активности движения молекул. Этот процесс будет протекать до определенного этапа, пока энергия движения молекул не станет достаточной для начала кипения.
В воде присутствуют растворенные газы ,которые выделяются в ее структуре, что приводит к так называемому возникновению центров парообразования. Т. е. именно в этих центрах начинает происходить выделение пара, и по всему объему воды образовываются пузырьки, которые наблюдаются при кипении. Важно понимать, что в этих пузырьках находится не воздух, а именно пар, который образовывается в процессе кипения. После образования пузырьков количество пара в них растет, и они начинают увеличиваться в размерах. Зачастую, изначально пузырьки образуются вблизи стенок сосуда и не сразу поднимаются на поверхность; сначала они, увеличиваясь в размерах, оказываются под воздействием нарастающей силы Архимеда, а затем отрываются от стенки и поднимаются на поверхность, где лопаются и высвобождают порцию пара.
Важно выделить тот факт, что температура, при которой проходит процесс кипения, остается неизменной даже в том случае, если увеличивать интенсивность подвода тепла к жидкости
Температура кипения воды при нормальном давлении составляет 100°С.
Интересен тот факт, что температура кипения жидкостей зависит от величины атмосферного давления,. При возрастании давления воздуха возрастает и температура кипения жидкости, при уменьшении, наоборот, уменьшается.
На этой зависимости температуры кипения от давления окружающей среды основан принцип работы такого известного кухонного прибора, как скороварка .Она представляет собой кастрюлю с плотно закрывающейся крышкой, под которой в процессе парообразования воды давление воздуха с паром достигает значения до 2 атмосферных давлений, что приводит к увеличению температуры кипения воды в ней до . Из-за этого вода с продуктами в ней имеют возможность нагреться до температуры выше, чем обычно , и процесс приготовления ускоряется. Из-за такого эффекта устройство и получило свое название.
Ситуация с уменьшением температуры кипения жидкости с понижением атмосферного давления также имеет пример из жизни, но уже не повседневной для многих людей. Относится такой пример к путешествиям альпинистов в высокогорных районах. Оказывается, что в местности, находящейся на высоте 3000–5000 м, температура кипения воды из-за
уменьшения атмосферного давления снижается до и более низких значений, что приводит к сложностям при приготовлении пищи в походах, т. к. для эффективной термической обработки продуктов в таком случае требуется значительно большее время, чем при нормальных условиях. На высотах около 7000 м температура кипения воды доходит до , что приводит к невозможности приготовления многих продуктов в таких условиях
5)Опыты
1)С помощью пипетки нанесем на стеклянную пластину две капли воды. Одну каплю размажем на возможно большую площадь, другую оставим так. Вывод: испарение жидкости происходит тем быстрее, чем больше площадь её свободной поверхности.
 
2) Нанесем на две стеклянные пластины по капле воды. Одну пластину поместим под лампу, а другую оставим при комнатной температуре. Вывод: испарение происходит быстрее при более высокой температуре жидкости.
 
3)Закипание воды при пониженном давлении!
Для опыта понадобится: горячая вода, шприц, бутылка.
1. Наливаем в бутылку только что вскипевшую воду.
2. Вставляем в горлышко бутылки шприц.
3. Втягиваем шприц, а затем отпускаем обратно.
Итог: при поднимании поршня над горячей водой она закипает; при опускании поршня кипение прекращается. Это связано с пониженным давлением, возникающим при увеличении объема.
Заключение:
Целью этого реферата было подробное изучение явления парообразования и конденсации. Работая над рефератом я пополнил багаж знаний и теперь имею представления о таких явлениях, как «Парообразование и конденсация»
| 
