Параграф 18 Физика 8 класс Пёрышкин | Конспект

Испарение. Конденсация. Насыщенный и ненасыщенный пар

Процесс парообразования и его виды

Переход жидкости в пар называется парообразованием. Существует два основных способа парообразования: испарение и кипение. Испарение — это процесс, при котором молекулы жидкости, находящиеся на её поверхности, приобретают достаточно энергии, чтобы преодолеть силы притяжения и выйти в газовую фазу. Скорость испарения зависит от температуры, площади поверхности и наличия ветра. Испарение происходит при любой температуре и не требует нагревания всей массы жидкости до точки кипения. Примером испарения является высыхание луж после дождя или испарение воды из открытого сосуда. Чем выше температура, тем быстрее молекулы жидкости покидают её поверхность, увеличивая скорость испарения.

Конденсация — обратный процесс испарения

Конденсация — это процесс перехода пара в жидкость. Он происходит, когда молекулы пара теряют энергию и возвращаются в жидкое состояние. Конденсация и испарение — два взаимосвязанных процесса, которые происходят одновременно. В динамическом равновесии количество молекул, переходящих из жидкости в пар, равно количеству молекул, возвращающихся обратно. Примером конденсации является образование капель на поверхности холодного стакана в тёплом помещении. При конденсации энергия выделяется в виде тепла, что объясняет нагревание поверхности, на которой происходит этот процесс.

Насыщенный пар и его свойства

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным паром. Он характеризуется постоянной температурой и давлением при данной температуре. Если над поверхностью жидкости закрытого сосуда количество пара не изменяется, то пар считается насыщенным. Насыщенный пар имеет максимальную плотность и давление при данных условиях. При увеличении температуры количество пара в равновесии увеличивается, а скорость испарения возрастает. Давление насыщенного пара зависит от температуры: чем выше температура, тем больше молекул переходит в паровую фазу, увеличивая его плотность и давление.

Ненасыщенный пар и условия его образования

Ненасыщенный пар — это пар, который не находится в равновесии со своей жидкостью. Он образуется при испарении жидкости в открытой системе или при пониженной температуре. Ненасыщенный пар имеет более низкую плотность и давление, так как скорость испарения превышает скорость конденсации. Примером ненасыщенного пара является водяной пар в атмосфере. Если закрыть сосуд с ненасыщенным паром, то со временем он станет насыщенным, так как молекулы пара будут возвращаться в жидкость. Ненасыщенный пар играет важную роль в процессе высыхания и терморегуляции организма.

Влияние внешних факторов на испарение и конденсацию

Скорость испарения и конденсации зависит от температуры, площади поверхности и наличия движения воздуха. При высокой температуре молекулы жидкости быстрее приобретают энергию и выходят в паровую фазу. Ветер и движение воздуха уносят молекулы пара, снижая их концентрацию над поверхностью жидкости и ускоряя процесс испарения. Чем больше площадь испарения, тем быстрее жидкость переходит в пар. Это объясняет, почему вода быстрее испаряется в широких неглубоких сосудах, чем в узких и глубоких. Уменьшение давления также увеличивает скорость испарения, так как молекулы легче покидают поверхность жидкости при низком давлении.

Испарение и конденсация в природе и быту

Эти процессы играют важную роль в природных и бытовых явлениях. Испарение воды из океанов и морей приводит к образованию облаков и осадков, которые обеспечивают круговорот воды в природе. Конденсация пара на листьях растений помогает сохранять влагу и защищает их от перегрева. В быту испарение используется для охлаждения, например, при испарении пота с поверхности кожи. Конденсация помогает удалять влагу из воздуха, что важно для предотвращения коррозии и порчи материалов. Понимание процессов испарения и конденсации необходимо для разработки систем охлаждения и кондиционирования воздуха.

Испарение и кипение — два разных процесса

Хотя и испарение, и кипение приводят к образованию пара, они имеют разные механизмы. Кипение происходит при нагревании всей массы жидкости до определенной температуры, при которой давление пара внутри жидкости становится равным внешнему давлению. Это приводит к образованию пузырьков пара по всему объему жидкости. Испарение же происходит только на поверхности жидкости и может происходить при любой температуре. Кипение сопровождается интенсивным выделением пара и происходит быстрее, чем испарение.