Твердое, жидкое и газообразное — каждое вещество может находиться при определенных условиях в этих агрегатных состояниях. Испарение и кипение представляют собой процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное.
Кипение — процесс парообразования в жидкости.
Сравнение
Испарение с поверхности любой жидкости происходит всегда при любой температуре. Молекулы жидкости располагаются почти вплотную друг к другу, они колеблются около своего положения равновесия и связаны между собой силами притяжения. Молекулы жидкости не привязаны к определенным центрам, поэтому могут перемещаться по всей жидкости. Но у жидкостей есть всегда свободная поверхность, пограничный слой с газом. Молекулы в этом слое притягиваются с одной стороны молекулами, которые находятся внутри жидкости. Но наиболее быстрые молекулы, с кинетической энергией, которая выше энергии их связи с остальными молекулами, способны вылететь с поверхности жидкости. Они, отделившись от поверхности жидкости, образуют над ней пар. Часть молекул могут вследствие хаотического движения возвратится обратно в жидкость, а остальные безвозвратно теряются. У оставшихся молекул уменьшается средняя кинетическая энергия, это ведет к охлаждению жидкости.
Пузырь расширяется, чтобы поддерживать давление на уровне 00 атм. Пузырь растет и поднимается к поверхности. Сушка вымораживанием - это процесс, в котором вещества, такие как продукты, высушиваются, помещая их в вакуумную камеру и понижая атмосферное давление вокруг них. Как пониженное атмосферное давление ускоряет процесс сушки и почему это приводит к падению температуры пищи?
Снижение атмосферного давления приводит к уменьшению парциального давления воды, что приводит к снижению влажности. Так, например, испарение воды из пищи будет улучшено. Молекулы воды, которые, скорее всего, оторвутся от пищи, будут те, у которых наибольшие скорости. Остальные, таким образом, имеют более низкую среднюю скорость и более низкую температуру. Это может привести к замораживанию и сушке пищи; следовательно, процесс точно назван сушкой вымораживанием.
Кипение — это испарение, которое происходит в самом объеме жидкости. Вода в обычном состоянии при комнатной температуре насыщена воздухом. В жидкости всегда есть пузырьки газа еще до кипения. При нагревании воды газ, который в ней есть, выделяется на дно и стенки сосуда. Так образуются воздушные пузырьки. Если давление насыщенного пара жидкости будет равняться или превышать давление газа в пузырьках, то жидкость начнет испаряться в них. При нагревании пузырьки, которые наполнены паром, раздуваются, расширяются и, наконец, всплывают на поверхность. Кипение представляет собой процесс, при котором происходит непрерывное образование и рост в жидкости пузырьков пара, куда идет испарение жидкости. Кипение данной жидкости происходит при определенной температуре и при определенном давлении и обнаруживается, когда пузырьки пара образуются во всей жидкости. Этот процесс будет происходить, когда давление ее насыщенных паров будет равняться внешнему давлению при определенной температуре.
Наблюдайте, как различные молекулы образуют твердую, жидкую или газообразную. Добавьте или удалите тепло и посмотрите на изменение фазы. Диаграмму давления и температуры в режиме реального времени. Связать потенциал взаимодействия с силами между молекулами. Относительная влажность - это доля водяного пара в газе по сравнению с величиной насыщения. Плотность насыщающего пара может быть определена из давления пара для данной температуры. Точка росы - это температура, при которой воздух достигает 100% относительной влажности. Такое падение температуры может, таким образом, производить тяжелую росу или туман. Интегрированные концепции. Точка кипения воды увеличивается с глубиной, потому что давление увеличивается с глубиной.
- Эти значения влияют на высоту на Земле?
- При каком давлении начинается кипение?
- Атмосферное давление на вершине горы.
- Почему происходит эта сушка?
Выводы сайт
- Испарение — это переход жидкости в газ, который происходит с пограничного слоя жидкости.
- Испарение жидкости имеет место быть всегда при любой температуре.
- Кипение — это процесс парообразования в жидкости.
- Кипение происходит при определённой температуре и давлении.
Пусть вещество массы т переводится из одной фазы в другую при теплоте фазового перехода, равной . Затраченная на изотермический фазовый переход теплота Q = т . Тогда изменение энтропии
Насыщенность: состояние 100% относительной влажности. Процентная относительная влажность: отношение плотности пара к плотности насыщенного пара. Относительная влажность: количество воды в воздухе относительно максимального количества воздуха, которое может удерживать воздух.
В обоих случаях плавучая сила поддерживает почти то же количество силы на медном блоке. В результате возникают необоснованные ответы, когда они используются. Кроме того, когда достигается скорость, превышающая скорость света, классическая физика должна быть заменена относительностью, предметом, который еще не охвачен.
S
=
=
Если Q положительно, т. е. если тело переводится из твердого состояния в жидкое или из жидкого в газообразное, то энтропия возрастает; при кристаллизации и конденсации - уменьшается.
Зависимость температуры фазового перехода от давления. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса
Рассмотрим, как влияет изменение давления на температуру фазового перехода, например на температуру кипения жидкости. Осуществим цикл Карно, в котором рабочим телом является жидкость в присутствии ее насыщающих паров. Нагреватель передает рабочему телу количество теплоты Q 1 , чем осуществляется изотермический и изобарный переход тела из состояния 1 в состояние 2 (рис.). За счет теплоты Q 1 масса т жидкости испаряется при постоянном давлении р, которому соответствует теплота испарения r . Тогда Q 1 == mr и процесс изобразится прямой 12. Температура этого фазового перехода равна Т. Далее из состояния 2 в бесконечно близкое состояние 3 тело переведем адиабатно. Теплота испарения при адиабатном процессе берется от самой системы, температура которой понизится на величину dT . Ввиду понижения температуры давление насыщающего пара уменьшится на величину dp . Далее из состояния 3 в состояние 4 систему переводим путем изотермического сжатия, при этом холодильнику отдается теплота Q 2 , температура равна Т - dT. Цикл заканчивается адиабатным переходом из состояния 4 в состояние 1.
Ключевые понятия Физика Испарение Температура теплопередачи. Введение Вы когда-нибудь задумывались, почему мы потеем, когда наша среда жаркая или когда мы тренируемся? Потоотделение - это жизненно важная стратегия, которая охлаждает организм и поддерживает его температуру. Без потоотделения тело не может регулировать его температуру, что может привести к перегреву или даже тепловому удару. Но почему потливость имеет охлаждающий эффект? Ответ - испарительное охлаждение. Поворот жидкости, такой как пот из жидкого состояния в газ, требует энергии.
При изотермическом переходе 12 изменение объема системы равно m ( V 2 - V 1 ), где V 2 - удельный объем насыщающих паров при температуре Т, V 1 - удельный объем жидкости. Так как изменение давления dp - бесконечно малая величина, то фигуру 1234 можно рассматривать как параллелограмм с основанием m ( V 2 - V 1 ) и высотой dp , площадь его равна работе цикла:
Эта энергия берется из нашего тела или пота в виде тепла. Полученная передача тепла приводит к желаемому эффекту охлаждения. В этом упражнении вы можете наблюдать эту силу охлаждения в действии - готов к охлаждению? Предыстория Процесс изменения жидкости в ее газообразном состоянии называется испарением. Каждая жидкость может быть превращена в газ, если к жидкости добавляется достаточно энергии в виде тепла. Энергия, необходимая для трансформации, известна как теплота испарения. Сколько энергии вам нужно, зависит от таких факторов, как тип жидкости или окружающая температура.
Поскольку рассмотренный цикл есть обратимый цикл Карно, его к. п. д.
(3. 4 )
откуда,
(3.
4
)
Полученное уравнение называется уравнением Клапейрона-Клаузиуса. Оно применяется к любым фазовым переходам первого рода и дает возможность вычислить изменение dT температуры фазового перехода при изменении давления.
Если на улице уже очень жарко, вам нужно меньше энергии для испарения жидкости; если это очень холодно, вам понадобится больше. Чтобы превратиться в газ, молекулы, удерживаемые внутри жидкости, должны разрываться, чтобы попасть в воздух. Это означает, что водородные связи, содержащие молекулы вместе, должны быть разрушены. Таким образом, молекулы, способные образовывать множество водородных связей между собой, намного сложнее превратить в газ и иметь более высокую теплоту испарения. Это также влияет на температуру кипения жидкости.
Молекулы, которые притягивают друг друга, очень сильно начинают кипеть при более высоких температурах по сравнению с теми, которые имеют слабые аттракционы. Более низкая температура кипения обычно означает, что жидкость будет испаряться быстрее. Вода, например, с одним кислородом и двумя атомами водорода, может образовывать две водородные связи на молекулу.
При кипении воды, объем пара V 2 всегда больше объема V 1 , поэтому правая часть уравнения всегда положительна, следовательно, изменения давления dp и температуры dT имеют одинаковые знаки. Это означает, что при повышении давления температура кипения воды всегда повышается.
Ваше тело использует испарительный процесс при потоотделении. Пот, который состоит из 90% воды, начинает испаряться. Необходимая теплота испарения извлекается из самого пота, что приводит к переносу тепла из жидкости в газообразное состояние. Это приводит к охлаждающему эффекту, который помогает поддерживать температуру тела и охлаждает тело, когда становится слишком жарко. Степень охлаждения зависит от скорости испарения и теплоты испарения. В этом упражнении вы узнаете, какая жидкость имеет большую мощность охлаждения: трение спирта или воды.
Явления переноса
Общая характеристика явлений переноса
Беспорядочность теплового движения молекул газа, непрерывные соударения между ними приводят к постоянному перемешиванию частиц и изменению их скоростей и энергий. Если в газе существует пространственная неоднородность плотности, температуры или скорости упорядоченного перемещения отдельных слоев газа, то движение молекул выравнивает эти неоднородности. При этом в газе появляются особые процессы, объединенные общим названием явлений переноса. К этим явлениям относятся теплопроводность, внутреннее трение и диффузия.
Как вы думаете, что будет больше охлаждаться, когда он испарится? Питьевая спирт Вода Две маленькие чашки или миски Столовая ложка Пипетка или медицинская капельница. Выпейте немного воды из первой чаши с помощью пипетки или медицинской капельницы. Осторожно снимите одну или две капли на тыльной стороне руки и распределите жидкость пальцами. Можете ли вы почувствовать разницу в температуре во время дутья? Каково это? Промойте пипетку некоторым спиртом, а затем выпейте немного алкоголя с помощью пипетки. Бросьте такое же количество жидкости на тыльную сторону другой руки и распределите жидкость пальцами. Чувствует ли алкоголь, когда он касается вашей кожи? Опять же, удар по области на руке, где вы положили алкоголь. Ваша рука чувствует себя теплее или прохладнее по сравнению с водой при вдувании жидкости? Можете ли вы подумать о причине? Экстра: Узнайте, как быстро протирают спирт и вода испаряется. Поместите такое же количество воды и протирайте спирт в две разные чашки и поместите их как на солнце. Наблюдайте, сколько времени требуется, чтобы жидкости полностью испарились. Какая жидкость быстрее испаряется? Вы даже можете определить скорость испарения, взвешивая чашки в начале и на протяжении всего эксперимента, чтобы узнать, сколько воды потеряно из-за испарения.
- Заполните одну маленькую чашку или миску одной столовой ложкой воды.
- Заполните вторую маленькую чашку или миску одной столовой ложкой спиртов.
- Когда вода касается вашей кожи, как она себя чувствует?
- Мягко удаляйтесь по области кожи, которую вы только что накрыли водой.
- Повреждает ли ваша кожа какие-то другие ощущения при вдыхании воды?
Под диффузией понимают взаимопроникновение веществ в различных смесях. Она возникает при неоднородности плотности веществ в различных точках пространства и сопровождается направленным переносом массы. Примером диффузии является распространение запахов в воздухе, перемешивание жидкостей и т.д.
Теплопроводность - это выравнивание температуры за счет переноса молекулами энергии между частями вещества, которые имели первоначально различную температуру. Теплопроводность сопровождается направленным переносом внутренней энергии молекул.
Обе жидкости должны чувствовать себя холодными на коже. Выдувание вашей влажной руки помогает воде и спирту испаряться. Воздушный поток также будет поддерживать передачу тепла от вашей кожи. Вы должны были заметить, что ваша кожа чувствует себя намного круче, когда вы кладете спиртом на руке по сравнению с водой. Вода и алкоголь начнут испаряться, как только вы начнете дуть на руку. По сравнению с водой спирт имеет более низкую теплоту испарения. Это означает, что при таком же количестве жидкости при падении воды по сравнению со спиртом происходит большая теплопередача.
Внутреннее трение (вязкость) связано с возникновением сил трения между слоями газа или жидкости, перемещающимися параллельно друг другу с различными по величине скоростями. Внутреннее трение сопровождается направленным переносом импульса.