18. Испарение и кипение. Насыщенный и ненасыщенный пар.

1.Испарение.

- это процесс перехода вещества из жидкости в газ.

Этот процесс протекает со свободной поверхности жидкости. Испаряются те молекулы, у которых скорость и кинетическая энергия максимальна.

При испарении общая внутренняя энергия в жидкости уменьшается, следовательно, температура, как мера средней кинетической энергии движения молекул, тоже уменьшается.

Если кинетическая энергия испарившейся молекулы жидкости велика, то она насыщает воздух водяными парами. Если кинетическая энергия недостаточна, то вылетевшая молекула возвращается обратно в жидкость. Этот процесс называется конденсацией.

При конденсации внутренняя энергия увеличивается. Эти два процесса протекают одновременно.

Скорость испарения зависит от:

1.Температуры

2.От плотности жидкости.

3.От площади свободной поверхности.

4.От ветра.

Испарение в закрытом сосуде.

Термодинамическое равновесие системы жидкость-пар - это состояние, при котором сколько молекул испаряется столько же молекул и конденсируется за одно и то же время.

Пар, который находится в термодинамическом равновесии со своей жидкостью, называют насыщенным паром.

Если уменьшать объем термодинамической системы жидкость-пар, то в начальный момент времени плотность пара увеличивается и термодинамическое равновесие нарушается. Если температуру не изменять, то через какое-то время вновь наступит термодинамическое равновесие, т.е. концентрация останется прежней => концентрация(n) не зависит от объема и давления насыщенного пара.

Pн.п. = n*k*T

Внешние признаки испарения:

1.Уменьшение объема жидкости с течением времени.

2.Высыхание влажных поверхностей.

Условия испарения:

1.Наличие свободной поверхности жидкости.

2.Открытый сосуд.

3.При любой температуре.

2.Кипение.

- это парообразование по всему объему жидкости.

Fа=ρж*g*Vпуз

1)Вкруг воздушного пузырька происходит с его свободной поверхности испарение во внутрь пузырька, по этому пузырёк увеличивается в объеме.

2)Т.к. Объем пузырька увеличивается, следовательно, сила Архимеда увеличивается и пузырёк всплывает.

3)Т.к. вода прогревается неравномерно, снизу пузырька температура и давление больше, а сверху- меньше. Из-за разностей давления пузырьки «захлапываются» и мы слышим шум незакипевшей воды.

4)Когда вода полностью прогревается равномерно, давление выравнивается, наступает тишина, пар внутри пузырька становится насыщенным(т.к. это закрытый сосуд)

5)Пузырёк достигает минниска жидкости и из-за разности давления лопается и из него выходит насыщенный пар, жидкость кипит.

Кипение происходит при строго определенной температуре, чем выше давление насыщенного пара, тем ниже температура кипения, но чем больше внешнее давление, тем выше температура кипения.

Внешние признаки кипения:

1.Образование пузырьков, поднимается вверх, шум, тишина, хлопается насыщенный пар.

2.Интенсивное парообразование со свободной поверхности жидкости.

Условия кипения:

1.Нагреть до температуры кипения.

2.Равенство давлений внутри пузырька и над поверхностью жидкости.

3.Для поддержания кипения необходимо подводить тело для парообразования.