Energia solară alimentează o putere incredibil de puternică motor termic, care, depășind gravitația, ridică cu ușurință în aer un cub uriaș (fiecare parte are aproximativ optzeci de kilometri). Astfel, un strat de apă gros de un metru se evaporă de pe suprafața planetei noastre într-un an.

În timpul evaporării, o substanță lichidă se transformă treptat într-o stare de vapori sau gazoasă după ce cele mai mici particule (molecule sau atomi), mișcându-se cu o viteză suficientă pentru a depăși forțele de coeziune dintre particule, se desprind de la suprafață.

Deși procesul de evaporare este mai bine cunoscut sub numele de tranziție substanță lichidăîn abur, are loc evaporare uscată, când la temperaturi sub zero trece gheața din stare solidăîn vapori fără a trece prin faza lichidă. De exemplu, dacă lenjeria umedă spălată este agățată să se usuce la rece, devine foarte tare când este înghețată, dar după un timp, după înmuiere, devine uscată.

Cum scapă lichidul

Moleculele unui lichid sunt situate aproape una de cealaltă și, în ciuda faptului că sunt interconectate prin forțe de atracție, ele nu sunt atașate de anumite puncte și, prin urmare, se mișcă liber pe întreaga zonă a substanță (se ciocnesc în mod constant între ele și își schimbă viteza).

Particulele care ies la suprafață cresc un ritm în timpul mișcării lor, suficient pentru a părăsi substanța. Odată ajuns în vârf, ei nu își opresc mișcarea și, după ce au depășit atracția particulelor inferioare, zboară din apă, transformându-se în abur. În acest caz, o parte din molecule din cauza mișcării haotice se întoarce în lichid, restul merg mai departe în atmosferă. Evaporarea nu se termină aici, iar următoarele molecule ies la suprafață (acest lucru se întâmplă până când lichidul se evaporă complet).

Dacă vorbim, de exemplu, de ciclul apei în natură, se poate observa procesul de condensare, când aburul, concentrându-se, revine în anumite condiții. Astfel, evaporarea și condensarea în natură sunt strâns legate, deoarece datorită acestora se realizează un schimb constant de apă între pământ, pământ și atmosferă, datorită căruia mediul este alimentat cu o cantitate imensă de substanțe utile.

1. Densitate. Cu cât substanța este mai densă, cu atât moleculele sunt mai apropiate unele de altele, cu atât este mai dificil pentru particulele superioare să învingă forța de atracție a altor atomi, prin urmare, evaporarea lichidului este mai lentă. De exemplu, alcool metilic se volatilizează mult mai repede decât apa (alcool metilic - 0,79 g/cm3, apa - 0,99 g/cm3).
2. Temperatura. Viteza de evaporare este, de asemenea, afectată de căldura de evaporare. În ciuda faptului că procesul de evaporare are loc chiar și la temperaturi sub zero, decât mai multa temperatura substanțe, cu atât căldura de evaporare este mai mare, ceea ce înseamnă că cu cât particulele se mișcă mai repede, care, crescând intensitatea evaporării, părăsesc masiv lichidul (prin urmare, apa clocotită se evaporă mai repede decât apa rece). energia internă a lichidului scade și, prin urmare, temperatura substanței în timpul evaporării scade. Dacă lichidul în acest moment se află lângă o sursă de căldură sau este încălzit direct, temperatura acestuia nu va scădea, la fel cum rata de evaporare nu va scădea.
3. suprafață. Cu cât o suprafață ocupă un lichid, cu atât mai multe molecule scapă din el, cu atât este mai mare rata de evaporare. De exemplu, dacă turnați apă într-un ulcior cu gât îngust, lichidul va dispărea foarte lent, deoarece particulele evaporate vor începe să se așeze pe pereții conici și să coboare. În același timp, dacă turnați apă într-un vas, moleculele vor părăsi liber suprafața lichidului, deoarece nu vor avea pe ce să condensați pentru a se întoarce în apă.
4. Vânt. Procesul de evaporare va fi mult mai rapid dacă aerul se deplasează peste recipientul în care se află apa. Cu cât face asta mai repede, cu atât este mai rapidă rata de evaporare. Este imposibil să nu ținem cont de interacțiunea vântului cu evaporarea și condensarea.Moleculele de apă, care se ridică de la suprafața oceanului, se întorc parțial înapoi, dar majoritatea se condensează sus pe cer și formează nori pe care vântul îi distilează pe uscat, unde picăturile cad sub formă de ploaie și, pătrunzând în pământ, după un timp se întorc în ocean, furnizând vegetației care crește în sol cu ​​umiditate și minerale dizolvate.

Rolul în viața plantelor

Importanța evaporării în viața vegetației nu poate fi supraestimată, mai ales având în vedere că o plantă vie reprezintă optzeci la sută apă. Prin urmare, dacă planta nu are umiditate, poate muri, deoarece împreună cu apa nu va primi nutrienții și microelementele necesare vieții.

Apa, deplasându-se prin corpul plantei, poartă și formează în interiorul său substanțe organice, pentru formarea cărora planta are nevoie de lumina soarelui. Și aici un rol important îl joacă evaporarea, deoarece razele soarelui au capacitatea de a încălzi obiectele extrem de puternic și, prin urmare, pot face ca planta să moară din cauza supraîncălzirii (mai ales în zilele toride de vară). Pentru a evita acest lucru, apa este evaporată de frunze, prin care se eliberează mult lichid în acest moment (de exemplu, de la unul până la patru pahare de apă se evaporă din porumb pe zi).

Aceasta înseamnă că cu cât intră mai multă apă în corpul plantei, cu atât evaporarea apei din frunze este mai intensă, planta se va răci mai mult și va crește normal. Evaporarea apei de către plante poate fi simțită dacă atingeți frunzele verzi în timp ce mergeți într-o zi fierbinte: cu siguranță se vor dovedi răcoroase.

Comunicarea cu o persoană

Nu mai puțin important este rolul evaporării în viața corpului uman: luptă împotriva căldurii prin transpirație. Evaporarea are loc de obicei prin piele și, de asemenea, prin tractul respirator. Acest lucru poate fi observat cu ușurință în timpul bolii, când temperatura corpului crește, sau în timpul sportului, când intensitatea evaporării crește.

Prin piele și tractul respirator, apa nu numai că părăsește organismul, ci și intră în el împreună cu vaporii. mediu inconjurator(nu degeaba medicii prescriu adesea vacante la mare pentru pacientii lor). Din păcate, împreună cu elementele utile, particulele dăunătoare intră adesea în el, printre care - substanțe chimice, vapori nocivi care provoaca daune ireparabile sanatatii.

Unele dintre ele sunt toxice, altele provoacă alergii, altele sunt cancerigene, altele provoacă cancer și alte boli la fel de periculoase, în timp ce multe au mai multe proprietăți dăunătoare simultan. Vaporii nocivi pătrund în organism în principal prin organele respiratorii și prin piele, după care, odată în interior, sunt absorbiți instantaneu în fluxul sanguin și răspândiți în tot organismul, provocând efecte toxice și provocând boli grave.

În acest caz, mult depinde de zona în care locuiește o persoană (în apropierea unei fabrici sau fabrici), de sediul în care locuiește sau lucrează, precum și de timpul petrecut în condiții periculoase pentru sănătate.

Vaporii nocivi pot pătrunde în organism de la obiecte de uz casnic, cum ar fi linoleum, mobilier, ferestre etc. Pentru a salva viața și sănătatea, este indicat să evitați astfel de situații și cea mai bună cale de ieșire ar fi să părăsiți teritoriul periculos, până la schimbarea unui apartament sau a unui loc de muncă, iar la amenajarea unei locuințe să fiți atenți la certificatele de calitate. a materialelor achiziţionate.

elevă clasa a 9-a B Chernyshova Christina MBOU școala gimnazială nr. 27 din Stavropol.

Subiectul acestui muncă de cercetare- studiul dependenţei vitezei de evaporare de diverse condiţii externe. Această problemă rămâne relevantă în diverse domenii tehnologice și în natura din jurul nostru. Este suficient să spunem că ciclul apei în natură are loc prin fazele de evaporare și condensare în vrac. Din ciclul apei, la rândul său, depind de fenomene atât de importante precum impactul solar asupra planetei sau pur și simplu existența normală a ființelor vii în general.

Ipoteză: viteza de evaporare depinde de tipul de substanță, de suprafața lichidului și de temperatura aerului, de prezența curenților de aer în mișcare deasupra suprafeței sale.

Descarca:

Previzualizare:

BUGETUL MUNICIPAL INSTITUȚIA DE ÎNVĂȚĂMÂNT GENERAL

SCOALA MEDIA № 27

Muncă de cercetare:

„Evaporarea și factorii care influențează acest proces”

Completat de: elev de clasa a 9-a B

Chernyshova Christina.

Profesor: Vetrova L.I.

Stavropol

2013

I.Introducere…………………………………………………………………...……….3

II Partea teoretică………………………………………………………………………………….4

1. Prevederi de bază ale teoriei cinetice moleculare…………………4

2. Temperatura…………………………………………………………………..………...6

3. Caracteristică stare lichida substanțe……………………………………… 7

4. Energia internă …………………………………………………….……..8

5. Evaporarea………………………………………………………………………………..10

III.Partea de cercetare………………………………………..………..14

IV.Concluzie……………………………………………………………………….…..21

V. Literatură………………………………………………………………………………….22

Introducere

Tema acestei lucrări de cercetare este studiul dependenței vitezei de evaporare de diferite condiții externe. Această problemă rămâne relevantă în diverse domenii tehnologice și în natura din jurul nostru. Este suficient să spunem că ciclul apei în natură are loc prin fazele de evaporare și condensare în vrac. Din ciclul apei, la rândul său, depind de fenomene atât de importante precum impactul solar asupra planetei sau pur și simplu existența normală a ființelor vii în general.

Evaporarea este utilizată pe scară largă în practica industrială pentru curățarea substanțelor, uscarea materialelor, separarea amestecurilor lichide și aer condiționat. Răcirea prin evaporare a apei este utilizată în sistemele de alimentare cu apă circulantă ale întreprinderilor.

La motoarele cu carburator și diesel, distribuția dimensiunilor particulelor de combustibil determină viteza de ardere a acestora și, prin urmare, procesul de funcționare a motorului. Ceața de condensare nu sunt doar vapori de apă formați în timpul arderii diferiților combustibili, ci se formează multe nuclee de condensare, care pot servi drept centre de condensare pentru alți vapori. Aceste procese complexe determină coeficientul acțiune utilă motoare și pierderi de combustibil. Obținerea celor mai bune rezultate în studiul acestor fenomene ar putea servi drept informație pentru mișcarea progresului tehnic în țara noastră.

Asa de , scopul acestei lucrări- investigați dependența vitezei de evaporare de diverși factori de mediu și, folosind grafice și observații atente, observați modele.

Ipoteză : viteza de evaporare depinde de tipul de substanță, de suprafața lichidului și de temperatura aerului, de prezența curenților de aer în mișcare deasupra suprafeței sale.

În timpul studiului, am folosit diverse instrumente simple, cum ar fi un termometru, precum și resurse de internet și altă literatură.

II Partea teoretică.

1. Principalele prevederi ale teoriei molecular-cinetice

Proprietățile substanțelor întâlnite în natură și tehnologie sunt diverse și variate: sticla este transparentă și casantă, în timp ce oțelul este elastic și opac, cuprul și argintul sunt buni conductori de căldură și electricitate, în timp ce porțelanul și mătasea sunt rele etc.

Ce este structura interna vreo substanta? Este solid (continuu) sau are o structură granulară (discretă) asemănătoare cu cea a unei grămezi de nisip?

Problema structurii materiei a fost pusă în Grecia antică, cu toate acestea, lipsa datelor experimentale a făcut imposibilă rezolvarea acesteia, iar pentru o lungă perioadă de timp (peste două milenii) nu a fost posibilă verificarea conjecturilor geniale despre structura materiei, exprimate de vechii gânditori greci Leucip și Democrit (460-460). 370 î.Hr.), care a învățat că Totul în natură este alcătuit din atomi în mișcare continuă. Învățătura lor a fost ulterior uitată, iar în Evul Mediu, materia era deja considerată continuă, iar schimbarea, starea corpurilor a fost explicată cu ajutorul lichidelor imponderabile, fiecare dintre ele personificand o anumită proprietate a materiei și putând pătrunde atât în ​​corp. si lasa-l. De exemplu, s-a crezut că adăugarea de calorii în organism face ca acesta să se încălzească, dimpotrivă, răcirea corpului are loc din cauza fluxului de calorii etc.

LA mijlocul al XVII-leaîn. savantul francez P. Gassendi (1592-1655) a revenit la opiniile lui Democrit. El credea că în natură există substanțe care nu pot fi descompuse în componente mai simple. Astfel de substanțe sunt acum numite elemente chimice, de exemplu, hidrogen, oxigen, cupru etc. Potrivit lui Gassendi, fiecare element este format din atomi de un anumit tip.

Există relativ puține elemente diferite în natură, dar atomii lor, atunci când sunt combinați în grupuri (pot fi atomi identici printre ei), dau cea mai mică particulă dintr-un nou tip de substanță - o moleculă. În funcție de numărul și tipul de atomi dintr-o moleculă, se obțin substanțe cu proprietăți variate.

În secolul al XVIII-lea. au apărut lucrările lui M. V. Lomonosov, care au pus bazele teoriei molecular-cinetice a structurii materiei. Lomonosov a luptat cu hotărâre pentru expulzarea din fizică a lichidelor fără greutate, cum ar fi calorice, precum și a atomilor de frig, mirosuri etc., care erau utilizate pe scară largă la acea vreme pentru a explica fenomenele corespunzătoare. Lomonosov a demonstrat că toate fenomenele sunt explicate în mod natural prin mișcarea și interacțiunea moleculelor materiei. - |In începutul XIX secole, omul de știință englez D. Dalton (1766-1844) a arătat că, folosind doar conceptele de atomi și molecule, este posibil să se derivă și să se explice legi chimice cunoscute din experimente. Astfel, el a fundamentat științific structura moleculară a materiei. După lucrările lui Dalton, existența atomilor și a moleculelor a fost recunoscută de marea majoritate a oamenilor de știință.

Până la începutul secolului XX. au fost măsurate dimensiunile, masele și vitezele de mișcare ale moleculelor de materie, s-a clarificat dispunerea atomilor individuali în molecule, într-un cuvânt, s-a finalizat în sfârșit construcția teoriei molecular-cinetice a structurii materiei, concluziile de care au fost confirmate de multe experimente.

Principalele prevederi ale acestei teorii sunt următoarele:

1) orice substanță este formată din molecule, între care există goluri intermoleculare;

2) moleculele sunt întotdeauna în mișcare aleatorie (haotică) continuă;

3) între molecule acționează atât forțe atractive, cât și cele de respingere. Aceste forțe depind de distanța dintre molecule. Au o valoare semnificativă doar la distanțe foarte mici și scad rapid pe măsură ce moleculele se îndepărtează unele de altele. Natura acestor forțe este electrică.

2. Temperatura.

Dacă toate corpurile constau din molecule care se mișcă continuu și aleator, atunci care va fi schimbarea vitezei de mișcare a moleculelor, adică energia lor cinetică și ce senzații vor provoca aceste modificări unei persoane? Se pare că modificarea energiei cinetice medii mișcare înainte moleculele sunt asociate cu încălzirea sau răcirea corpurilor.

Adesea, o persoană determină căldura corpului prin atingere, de exemplu, atingând un calorifer de încălzire cu o mână, spunem: caloriferul este rece, cald sau fierbinte. Cu toate acestea, determinarea căldurii corpului la atingere este adesea înșelătoare. Când iarna o persoană atinge cu mâna un corp din lemn și metal, i se pare că obiectul metalic este mai rece decât cel din lemn, deși în realitate încălzirea lor este aceeași. Prin urmare, este necesar să se stabilească o valoare care să evalueze în mod obiectiv încălzirea corpului și să se creeze un instrument pentru măsurarea acesteia.

Valoarea care caracterizează gradul de încălzire al corpului se numește temperatură. Un instrument pentru măsurarea temperaturii se numește termometru. Acțiunea celor mai comune termometre se bazează pe dilatarea corpurilor când sunt încălzite și pe contracția când sunt răcite. Când două corpuri intră în contact cu temperaturi diferite se face schimb de energie între corpuri. În acest caz, un corp mai încălzit (cu o temperatură ridicată) pierde energie, iar un corp mai puțin încălzit (cu o temperatură scăzută) o câștigă. Un astfel de schimb de energie între corpuri duce la egalizarea temperaturilor acestora și se termină atunci când temperaturile corpurilor devin egale.

Senzația de căldură la o persoană apare atunci când primește energie de la corpurile înconjurătoare, adică atunci când temperatura acestora este mai mare decât temperatura unei persoane. Senzația de frig este asociată cu eliberarea energiei de către o persoană către corpurile înconjurătoare. În exemplul de mai sus, un corp metalic pare mai rece unei persoane decât unul din lemn, deoarece energia din mână este transferată mai repede în corpurile metalice decât în ​​cele din lemn, iar în primul caz temperatura mâinii scade mai repede.

3. Caracteristicile stării lichide a materiei.

Moleculele unui lichid pentru o perioadă de timp oscilează în jurul unei poziții de echilibru apărute aleatoriu și apoi sar într-o nouă poziție. Timpul în care molecula oscilează în jurul poziției de echilibru se numește „timpul de viață stabilit” al moleculei. Depinde de tipul de lichid și de temperatura acestuia. Când lichidul este încălzit, timpul de „viață așezată” scade.

Dacă un volum suficient de mic este izolat într-un lichid, atunci în timpul „vieții stabilite” acesta păstrează un aranjament ordonat de molecule lichide, adică există o aparență de rețea cristalină. solide. Cu toate acestea, dacă luăm în considerare aranjamentul moleculelor lichide unul față de celălalt într-un volum mare de lichid, atunci se dovedește a fi haotic.

Prin urmare, putem spune că într-un lichid există o „ordine de scurtă durată” în aranjarea moleculelor. Aranjamentul ordonat al moleculelor lichide în volume mici se numește cvasi-cristalin (asemănător cristalului). Cu efecte pe termen scurt asupra lichidului, mai mici decât timpul „vieții sedentare”, se constată o mare asemănare a proprietăților lichidului cu proprietățile solidului. De exemplu, cu un impact puternic al unei pietre mici cu o suprafață plană pe apă, piatra sare pe ea, adică lichidul prezintă proprietăți elastice. Dacă un înotător care sare dintr-un turn lovește suprafața apei cu tot corpul, va fi grav rănit, deoarece în aceste condiții lichidul se comportă ca un corp solid.

Dacă timpul de expunere la lichid este mai mare decât timpul „vieții sedentare” a moleculelor, atunci fluiditatea lichidului este detectată. De exemplu, o persoană intră liber în apa de pe malul râului etc. Principalele caracteristici ale stării lichide sunt fluiditatea lichidului și păstrarea volumului. Fluiditatea unui lichid este strâns legată de timpul „vieții sedentare” a moleculelor sale. Cu cât acest timp este mai scurt, cu atât mobilitatea moleculelor lichide este mai mare, adică fluiditatea lichidului este mai mare, iar proprietățile sale sunt mai apropiate de cele ale unui gaz.

Cu cât temperatura unui lichid este mai mare, cu atât proprietățile acestuia diferă de proprietățile unui solid și se apropie mai mult de proprietățile gazelor dense. Astfel, starea lichidă a unei substanțe este intermediară între starea solidă și starea gazoasă a aceleiași substanțe.

4. Energie internă

Fiecare corp este o colecție de un număr mare de particule. În funcție de structura substanței, aceste particule sunt molecule, atomi sau ioni. Fiecare dintre aceste particule, la rândul său, are o structură destul de complexă. Deci, o moleculă este formată din doi sau mai mulți atomi, atomii constau dintr-un nucleu și învelișul de electroni; nucleul este format din protoni și neutroni etc.

Particulele care alcătuiesc un corp sunt în continuă mișcare; mai mult, ele interacționează într-un anumit fel între ele.

Energia internă a unui corp este suma energiilor cinetice ale particulelor din care constă și a energiilor interacțiunii lor între ele (energii potențiale).

Să aflăm în ce procese se poate schimba energia internă a corpului.

1. În primul rând, este evident că energia internă a unui corp se modifică atunci când acesta este deformat. Într-adevăr, distanța dintre particule se modifică în timpul deformării; în consecință, se modifică și energia interacțiunii dintre ele. Numai în gaz ideal, unde forțele de interacțiune dintre particule sunt neglijate, energia internă nu depinde de presiune.

2. Modificări de energie internă în timpul proceselor termice. Procesele termice sunt numite procese asociate cu o modificare atât a temperaturii corpului, cât și a stării sale de agregare - topire sau solidificare, evaporare sau condensare. Pe măsură ce temperatura se schimbă, energie kinetică mișcarea particulelor sale. Cu toate acestea, trebuie subliniat că, în același timp

și energie potențială interacțiunile lor (cu excepția cazului de gaz rarefiat). Într-adevăr, o creștere sau scădere a temperaturii este însoțită de o modificare a distanței dintre pozițiile de echilibru la nodurile rețelei cristaline a corpului, pe care o înregistrăm ca expansiune termică a corpurilor. Desigur, energia de interacțiune a particulelor se modifică în acest caz. Trecerea de la o stare de agregare la alta este rezultatul unei modificări a structurii moleculare a corpului, care provoacă o schimbare atât a energiei de interacțiune a particulelor, cât și a naturii mișcării lor.

3. Energia internă a corpului se modifică în timpul reacțiilor chimice. Intr-adevar, reacții chimice sunt procesele de rearanjare a moleculelor, dezintegrarea lor în părți mai simple sau, dimpotrivă, apariția unor molecule mai complexe din atomi mai simpli sau individuali (reacții de analiză și sinteză). În acest caz, forțele de interacțiune dintre atomi și, în consecință, energiile interacțiunii lor se modifică semnificativ. În plus, natura atât a mișcării moleculelor, cât și a interacțiunii dintre ele se schimbă, deoarece moleculele substanței nou apărute interacționează între ele diferit de moleculele substanțelor originale.

4. În anumite condiții, nucleii atomilor suferă transformări, care se numesc reacții nucleare. Indiferent de mecanismul proceselor care au loc în acest caz (și pot fi foarte diferite), toate sunt asociate cu o schimbare semnificativă a energiei particulelor care interacționează. Prin urmare, reactii nucleareînsoţită de o schimbare energie interna organism care contine acesti nuclei

5. Evaporare

Trecerea unei substanțe de la starea lichidă la starea gazoasă se numește vaporizare, iar trecerea unei substanțe din stare gazoasă la lichid prin condensare.

Un tip de vaporizare este evaporarea. Evaporarea se numește vaporizare, care are loc numai de pe suprafața liberă a unui lichid adiacent unui mediu gazos. Să aflăm cum se explică evaporarea pe baza teoriei molecular-cinetice.

Deoarece moleculele unui lichid efectuează mișcare haotică, printre moleculele stratului său de suprafață vor exista întotdeauna molecule care se mișcă în direcția de la lichid la mediul gazos. Cu toate acestea, nu toate astfel de molecule vor putea zbura din lichid, deoarece forțele moleculare acționează asupra lor, atragându-le înapoi în lichid. Prin urmare, numai acele molecule ale sale care au o energie cinetică suficient de mare pot scăpa din stratul de suprafață al unui lichid.

Într-adevăr, când trece o moleculă Strat de suprafață, trebuie să lucreze împotriva forțelor moleculare datorită energiei sale cinetice. Acele molecule a căror energie cinetică este mai mică decât acest lucru sunt atrase înapoi în lichid și numai acele molecule scapă din lichid a căror energie cinetică este mai mare decât munca specificată. Moleculele care scapă din lichid formează vapori deasupra suprafeței sale. Deoarece moleculele care scapă dintr-un lichid dobândesc energie cinetică ca urmare a ciocnirii cu alte molecule din lichid, viteza medie mișcarea aleatorie a moleculelor în interiorul lichidului în timpul evaporării acestuia ar trebui să scadă. Astfel, o anumită energie trebuie cheltuită pentru transformarea fazei lichide a unei substanțe în una gazoasă. Moleculele de vapori situate deasupra suprafeței lichidului, în timpul mișcării lor haotice, pot zbura înapoi în lichid și pot întoarce la acesta energia pe care au transportat-o ​​în timpul evaporării. În consecință, în timpul evaporării, condensarea vaporilor are loc întotdeauna simultan, însoțită de o creștere a energiei interne a lichidului.

Ce factori afectează viteza de evaporare a unui lichid?

1. Dacă turnați volume egale de apă, alcool și eter în farfurioare identice și observați evaporarea acestora, rezultă că eterul se va evapora mai întâi, apoi alcoolul și ultimul care va evapora apa. Prin urmare, viteza

Evaporarea depinde de tipul de lichid.

2. Același lichid se evaporă cu atât mai repede, cu atât suprafața liberă este mai mare. De exemplu, dacă se toarnă volume egale de apă într-o farfurie și într-un pahar, atunci apa se va evapora din farfurie mai repede decât din pahar.

3. Este ușor să vezi asta apa fierbinte se evaporă mai repede decât la rece.

Motivul pentru aceasta este clar. Cu cât temperatura lichidului este mai mare, cu atât energia cinetică medie a moleculelor sale este mai mare și, în consecință, Mai mult lichidul le lasă în același timp.

4. În plus, viteza de evaporare a unui lichid este cu atât mai mare, cu cât presiunea exterioară asupra lichidului este mai mică și densitatea vaporilor acestui lichid deasupra suprafeței sale este mai mică.

De exemplu, atunci când este vânt, rufele se usucă mai repede decât atunci când nu bate vânt, deoarece vântul duce vaporii de apă și astfel ajută la reducerea condensului aburului de pe rufe.

Deoarece energia este cheltuită la evaporarea unui lichid datorită energiei moleculelor sale, temperatura lichidului scade în timpul procesului de evaporare. De aceea, mâna umezită cu eter sau alcool este răcită vizibil. Acest lucru explică și senzația de frig la o persoană când iese din apă după o baie într-o zi fierbinte cu vânt.

Dacă lichidul se evaporă lent, atunci din cauza schimbului de căldură cu corpurile înconjurătoare, pierderea energiei sale este compensată de afluxul de energie din mediu, iar temperatura acestuia rămâne de fapt. egal cu temperatura mediu inconjurator. Cu toate acestea, când de mare viteză evaporarea unui lichid, temperatura acestuia poate fi semnificativ mai mică decât temperatura ambiantă. Cu ajutorul lichidelor „volatile”, precum eterul, se poate obține o scădere semnificativă a temperaturii.

De asemenea, observăm că multe solide, ocolind faza lichidă, poate trece direct în faza gazoasă. Acest fenomen se numește sublimare sau sublimare. Mirosul solidelor (de exemplu camfor, naftalina) se explică prin sublimarea (și difuzia) acestora. Sublimarea este caracteristică gheții, de exemplu, rufele se usucă la temperaturi sub 0° G.

6. Hidrosfera și atmosfera Pământului

1. Procesele de evaporare și condensare a apei joacă un rol decisiv în formarea condițiilor meteo și climatice de pe planeta noastră. La scară globală, aceste procese sunt reduse la interacțiunea dintre hidrosfera și atmosfera Pământului.

Hidrosfera este formată din toată apa disponibilă pe planeta noastră în toate stările sale de agregare; 94% din hidrosferă cade pe Oceanul Mondial, al cărui volum este estimat la 1,4 miliarde m3. Ocupă 71% din suprafața totală suprafața pământului, iar dacă suprafața solidă a Pământului ar fi o sferă netedă, atunci apa ar acoperi-o cu un strat continuu de 2,4 km adâncime; 5,4% din hidrosferă este ocupată de apele subterane, precum și de ghețari, umiditatea atmosferică și a solului. Și doar 0,6% cade pe apa dulce a râurilor, lacurilor și rezervoarelor artificiale. Acest lucru face clară importanța securității. apa dulce din poluarea cu deşeuri industriale şi de transport.

2. Atmosfera Pământului este de obicei împărțită în mai multe straturi, fiecare având propriile sale caracteristici. Stratul de suprafață inferior al aerului se numește troposferă. Limita sa superioară în latitudinile ecuatoriale se desfășoară la o altitudine de 16-18 km, iar în latitudinile polare - la o altitudine de 10 km. Troposfera conține 90% din masa întregii atmosfere, adică 4,8 1018 kg. Temperatura în troposferă scade odată cu înălțimea. Mai întâi, cu 1 °C la fiecare 100 m, iar apoi pornind de la o înălțime de 5 km, temperatura scade la -70 °C.

Presiunea și densitatea aerului sunt în scădere constantă. Stratul cel mai exterior al atmosferei la o altitudine de aproximativ 1000 km trece treptat în spațiul interplanetar.

3. Studiile au arătat că în fiecare zi aproximativ 7 10 3 km 3 apă și aproximativ aceeași cantitate cade sub formă de precipitații.

Vaporii de apă, duși de curenții de aer ascendenți, se ridică, căzând în straturile reci ale troposferei. Pe măsură ce se ridică, vaporii devin saturați și apoi se condensează pentru a forma picături de ploaie și nori.

În procesul de condensare a aburului în atmosferă, în medie, cantitatea de căldură eliberată pe zi este de 1,6 10 22 J, care este de zeci de mii de ori mai mare decât energia generată pe planeta Pământ în același timp. Această energie este absorbită de apă pe măsură ce se evaporă. Astfel, între hidrosferă și atmosfera Pământului are loc un schimb continuu nu numai de materie (ciclul apei), ci și de energie.

III. PARTEA DE CERCETARE.

Pentru a studia procesele de evaporare și a determina dependența ratei de evaporare de diferite condiții, au fost efectuate o serie de experimente.

Experimentul 1 Investigarea dependenței vitezei de evaporare de temperatura aerului.

Materiale: Plăci de sticlă, soluție de peroxid de hidrogen 3%, ulei vegetal, alcool, apă, cronometru, termometru, frigider.

Progresul experimentului:Folosind o seringă, aplicăm substanțe pe plăci de sticlă și observăm evaporarea substanțelor.

Volumul alcoolului 0,5 10 -6 m 3

Temperatura aerului: +24.

Rezultatul experimentului: a durat 3 ore pentru evaporarea completă a lichidului;

Apă. Volum 0,5 10 -6 m 3

Temperatura aerului: +24.

Rezultatul experimentului: a durat 5 ore pentru a se evapora complet lichidul;

Soluție de peroxid de hidrogen. Volum 0,5 10 -6 m 3

Temperatura aerului: +24.

Rezultatul experimentului: a durat 8 ore pentru evaporarea completă a lichidului;

Ulei vegetal. Volum 0,5 10 -6 m 3

Temperatura aerului: +24.

Rezultatul experimentului: a fost nevoie de 40 de ore pentru evaporarea completă a lichidului;

Schimbăm temperatura aerului. Punem paharele la frigider.

Alcool. Volum 0,5 10 -6 m 3

Temperatura aerului: +6.

Rezultatul experimentului: a durat 8 ore pentru evaporarea completă a lichidului;

Apă. Volum 0,5 10 -6 m 3

Temperatura aerului: +6.

Rezultatul experimentului: a durat 10 ore pentru evaporarea completă a lichidului;

Soluție de peroxid de hidrogen. Volum 0,5 10 -6 m 3

Temperatura aerului: +6.

Rezultatul experimentului: a durat 15 ore pentru a se evapora complet lichidul;

Ulei vegetal. Volum 0,5 10 -6 m 3

Temperatura aerului: +6

Rezultatul experimentului: a durat 72 de ore pentru ca lichidul să se evapore complet;

Concluzie: Conform rezultatelor studiului, este clar că temperatură diferită timpul necesar pentru evaporarea acelorași substanțe este diferit. Pentru același lichid, procesul de evaporare decurge mult mai repede la o temperatură mai mare. Aceasta dovedește dependența procesului studiat de acest parametru fizic. Pe măsură ce temperatura scade, durata procesului de evaporare crește și invers.

Experimentul 2 . Investigarea dependenței vitezei procesului de evaporare de suprafața lichidului.

Ţintă: Investigați dependența procesului de evaporare de suprafața lichidului.

Materiale: Apă, alcool, ceas, seringă medicală, plăci de sticlă, riglă.

Progresul experimentului:Măsurăm suprafața folosind formula: S=P.D 2:4.

Folosind o seringă, aplicăm diferite lichide pe farfurie, îi dăm forma unui cerc și observăm lichidul până se evaporă complet. Temperatura aerului din cameră rămâne neschimbată (+24)

Alcool. Volum 0,5 10 -6 m 3

Suprafata: 0,00422m 2

Rezultatul experimentului: a durat 1 oră pentru a se evapora complet lichidul;

Apă. Volum 0,5 10 -6 m 3

2

Rezultatul experimentului: a durat 2 ore pentru a se evapora complet lichidul;

Soluție de peroxid de hidrogen. Volum 0,5 10 -6 m 3

Suprafata: 0,00422 m 2

Rezultatul experimentului: a durat 4 ore pentru evaporarea completă a lichidului;

Ulei vegetal. Volum 0,5 10 -6 m 3

Suprafata: 0,00422 m 2

Rezultatul experimentului: a durat 30 de ore pentru evaporarea completă a lichidului;

Schimbăm condițiile. Observăm evaporarea acelorași lichide cu o suprafață diferită.

Alcool. Volum 0,5 10 -6 m 3

2

Rezultatul experimentului: a durat 3 ore pentru evaporarea completă a lichidului;

Apă. Volum 0,5 10 -6 m 3

Suprafata: 0,00283 m 2

Rezultatul experimentului: a durat 4 ore pentru evaporarea completă a lichidului;

Soluție de peroxid de hidrogen. Volum 0,5 10 -6 m 3

2

Rezultatul experimentului: a durat 6 ore pentru evaporarea completă a lichidului;

Ulei vegetal. Volum 0,5 10 -6 m 3

Suprafata 0,00283 m 2

Rezultatul experimentului: a durat 54 de ore pentru ca lichidul să se evapore complet;

Concluzie: Din rezultatele studiului rezultă că din vase cu suprafețe diferite, evaporarea se efectuează pentru timpi diferiți. După cum se poate observa din măsurători, acest lichid se evaporă mai repede dintr-un vas cu o suprafață mai mare, ceea ce demonstrează dependența procesului studiat de acest parametru fizic. Odată cu scăderea suprafeței, durata procesului de evaporare crește și invers.

Experimentul 3 Investigarea dependenței procesului de evaporare de tipul de substanță.

Ţintă: Investigați dependența procesului de evaporare de tipul de lichid.

Dispozitive și materiale:Apă, alcool, ulei vegetal, soluție de peroxid de hidrogen, ceas, seringă medicală, plăci de sticlă.

Progresul experimentului.Cu o seringă aplicăm tipuri diferite lichid pe farfurii și observați procesul până la evaporarea completă. Temperatura aerului rămâne neschimbată. Temperaturile lichidelor sunt aceleași.

Rezultatele studiilor privind diferența dintre evaporarea alcoolului, apă, peroxid de hidrogen 3%, ulei vegetal, le obținem din datele studiilor anterioare.

Concluzie: Diferitele lichide necesită cantități diferite de timp pentru a se evapora complet. Din rezultate se poate observa că procesul de evaporare decurge mai repede pentru alcool și apă și mai lent pentru uleiul vegetal, adică servește ca dovadă a dependenței procesului de evaporare de parametrul fizic - tipul de substanță.

Experimentul 4 Investigarea dependenței vitezei de evaporare a unui lichid de viteza maselor de aer.

Ţintă: pentru a studia dependența ratei procesului de evaporare de viteza vântului.

Dispozitive și materiale:Apă, alcool, ulei vegetal, soluție de peroxid de hidrogen, ceas, seringă medicală, plăci de sticlă, uscător de păr.

Progres. Creăm o mișcare artificială a maselor de aer cu ajutorul unui uscător de păr, observăm procesul, așteptăm până când lichidul s-a evaporat complet. Uscătorul de păr are două moduri: modul simplu, modul turbo.

În cazul modului simplu:

Alcool. Volum: 0,5 10 -6 m 3

Suprafata: 0,00283 m 2 Rezultatul experimentului: a durat aproximativ 2 minute pentru a se evapora complet lichidul;

Apă. Volum 0,5 10 -6 m 3

Suprafata: 0,00283 m 2

Rezultatul experimentului: a durat aproximativ 4 minute pentru a se evapora complet lichidul;

Soluție de peroxid de hidrogen. Volum: 0,5 10 -6 m 3

Suprafata: 0,00283 m 2

Rezultatul experimentului: a durat aproximativ 7 minute pentru a se evapora complet lichidul;

Ulei vegetal. Volum: 0,5 10 -6 m 3

Suprafata: 0,00283 m 2 Rezultatul experimentului: a durat aproximativ 10 minute pentru a se evapora complet lichidul;

În cazul modului turbo:

Alcool. Volum: 0,5 10 -6 m 3

Suprafata: 0,00283 m 2 Rezultatul experimentului: a durat aproximativ 1 minut pentru a se evapora complet lichidul;

Apă. Volum: 0,5 10 -6 m 3

Suprafata: 0,00283 m 2

Rezultatul experimentului: a durat aproximativ 3 minute pentru a se evapora complet lichidul;

Soluție de peroxid de hidrogen. Volum: 0,5 10 -6 m 3

Suprafata: 0,00283 m 2 Rezultatul experimentului: a durat aproximativ 5 minute pentru a se evapora complet lichidul;

Ulei vegetal. Volum: 0,5 10 -6 m 3

Suprafata: 0,00283 m 2

Rezultatul experimentului: a durat aproximativ 8 minute pentru a se evapora complet lichidul;

Concluzie: Procesul de evaporare depinde de viteza de mișcare a maselor de aer pe suprafața lichidului. Cu cât viteza este mai mare, cu atât procesul este mai rapid și invers.

Deci, studiile au arătat că intensitatea evaporării unui lichid este diferită pentru diferite lichide și crește odată cu creșterea temperaturii lichidului, o creștere a suprafeței sale libere și prezența vântului pe suprafața sa.

Concluzie.

În urma lucrărilor, au fost studiate diverse surse de informații despre procesul de evaporare și condițiile de apariție a acestuia. Se determină parametrii fizici care afectează viteza procesului de evaporare. S-a studiat dependența cursului procesului de evaporare de parametrii fizici și s-a efectuat analiza rezultatelor obținute. Ipoteza enunţată s-a dovedit a fi corectă. Ipotezele teoretice au fost confirmate în cursul cercetării - dependența ratei procesului de evaporare de parametrii fizici este următoarea:

Odată cu creșterea temperaturii lichidului, viteza procesului de evaporare crește și invers;

Odată cu o scădere a suprafeței libere a lichidului, viteza procesului de evaporare scade și invers;

Viteza procesului de evaporare depinde de tipul de lichid.

Astfel, procesul de evaporare a lichidelor depinde de parametri fizici precum temperatura, suprafața liberă și tipul de substanță.

Această lucrare are o importanță practică, deoarece investighează dependența intensității evaporării - un fenomen pe care îl întâlnim în Viata de zi cu zi, pe parametrii fizici. Folosind aceste cunoștințe, puteți controla cursul procesului.

Literatură

Pinsky A.A., Grakovsky G.Yu. Fizica: manual pentru studenții instituțiilor

Învățământ secundar profesional / Sub total. Ed. Yu.I. Dika, N.S. Purysheva.-M.: FORUM: INFRA_M, 2002.-560 p.

Milkovskaya L.B. Să repetăm ​​fizica. Manual pentru solicitanții la universități. M., „Școala superioară”, 1985.608 p.

Resurse de internet:http://en.wikipedia.org/wiki/;

http://class-fizika.narod.ru/8_l 3.htm;

http://e-him.ru/?page=dynamic§ion=33&article=208 ;

Manual de fizică G.Ya. Myakishev "Termodinamica"