Исследование в домашних условиях перехода вещества из жидкого состояния в газообразное

Введение

Изменение агрегатного состояния воды из жидкого в газообразное называется парообразованием, а из газообразного в жидкое — конденсацией.

Превращение жидкой воды в пар — парообразование — возможно при испарении и при кипении воды.

Приведём несколько определений понятия испарение: 1) Испарение – это медленный процесс превращения воды или другой жидкости в пар. Испарение происходит при любой температуре. Также в этом процессе большую роль играет воздух и площадь поверхности жидкости.

2) Испарение — процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное с поверхности жидкости. Процесс испарения является обратным процессу конденсации (переход из парообразного состояния в жидкое. Испарение (парообразование), переход вещества из конденсированной (твердой или жидкой) фазы в газообразную; фазовый переход первого рода.

3) Испарение — процесс парообразования путем отрыва и улетучивания молекул воды с открытой ее поверхности, происходящий при температуре ниже точки кипения при данном давлении. При испарении с поверхности жидкости отрываются и улетают молекулы, обладающие повышенными относительно равновесного значения скоростями движения, вследствие чего средняя скорость движения молекул в массе жидкости снижается и, как следствие, снижается температура всей массы воды.

4) Испарение - это процесс, при котором с поверхности жидкости или твёрдого тела вылетают (отрываются) частицы (молекулы, атомы), при этом Ek > Eп.

Цель: Исследовать от чего зависит

испарение.

Задачи: Подготовить и провести опыты

по исследуемой теме, рассмотреть зависимость испарения от температуры воды и окружающей среды, от площади поверхности, от ветра.

Физические свойства воды

Благодаря сильному притяжению между молекулами у воды высокие температуры плавления (0° С) и кипения (100° С). Голубой цвет толстых слоёв воды обусловливается не только ее физическими свойствами, но и присутствием взвешенных частиц примесей. Вода горных рек зеленоватая из-за содержащихся в ней взвешенных частиц карбоната кальция. Чистая вода – плохой проводник электричества. Сжимаемость воды очень мала. Вязкость воды с ростом температуры быстро уменьшается и при 100° С оказывается в 8 раз меньше, чем при 0° С. При обычном давлении 760 мм рт. ст. вода кипит при 100° С, а на высоте 2900 м над уровнем моря атмосферное давление падает до 525 мм рт. ст. и температура кипения оказывается равной 90° С.

От чего зависит испарение

1)Прежде всего, понятно, от степени влажности воздуха. Чем меньше влажность воздуха, тем сильнее будет испарение; напротив, в воздухе, насыщенном паром, испарение прекратится вовсе.

2) Но если насыщенный парами воздух будет постоянно устраняться от испаряющей поверхности растения, то испарение должно ускориться.

Другими словами, ветер должен в значительной степени ускорять испарение.

3) Испарение возрастает и с температурой; это подтверждается многочисленными опытами, да в этом едва ли кто и сомневался. Растение более всего нагревается солнцем; отсюда вполне понятна зависимость испарения от солнечного нагревания.

Применение испарения

Испарение широко применяется в промышленной практике для очистки веществ, сушки материалов, разделения жидких смесей, кондиционирования воздуха. Испарительное охлаждение воды используется в оборотных системах водоснабжения предприятий.

Опыт 1

Исследование зависимости испарения от площади поверхности жидкости.

Для эксперимента я использовал блюдце и стакан. Объём воды в сосуды я налил одинаковый, 100 миллилитров.

100 мл=100 см 3=0,0001 м 3.

ρ=1000 кг/м 3, m= ρv, следовательно m=0,1 кг.

Номер сосуда №1 №2 Время испарения 18 часов 120 часов

Вывод:

проделав опыт, я узнал, что чем больше площадь открытой поверхности, тем быстрее происходит испарение.

Опыт 2

Исследование зависимости испарения от температуры окружающей среды.

Для эксперимента я поместил сосуд №1 в теплое место, а сосуд №2 в холодильник. Сосуды и количество воды было одинаково.

Номер сосуда №1 №2 температура Время испарения 20 0 С 72 часа 0 0 С Больше 7 дней Вывод: в ходе опыта я увидел, что чем выше температура окружающей среды, тем выше скорость испарения жидкости. Я объясняю это тем что, молекулы при более высокой температуре движутся быстрее, поэтому их больше отделяется от поверхности жидкости и переходит в газообразное состояние.

Опыт 3

Исследование зависимости испарения от ветра.

Я взял два одинаковых сосуда, жидкость одинаковой массы, но один из сосудов поставил в безветренное место, а другой под струю воздуха (ветра).

Номер сосуда Время испарения №1 144 часов №2 15 часов Вывод: При наблюдении я выяснил, что при наличии ветра жидкость испаряется быстрее, чем при его отсутствии. Я думаю, что это происходит, потому что потоки воздуха уносят молекулы, отделившиеся от жидкости, и они не могут вернуться.

Заключение

Проведя эту несложную, исследовательскую работу, я понял, что даже в домашних условиях можно провести эксперимент, позволяющий не просто получать знания, прочитав учебник, а самостоятельно добывать их. Проверил опытным путём как и от чего зависит испарение.