Фізика. 8 клас. Максимович

§ 11. Пароутворення та конденсація

Коли в спекотний літній день стовпчик термометра ледь «не злітає» від високої температури, тіло людини, незважаючи на легкий одяг, спожиті прохолодні напої та великі порції морозива, вкривається крапельками поту, який виділяють потові залози. Це створює певний дискомфорт, але допомагає нашому організмові охолодитися.

А як захищається від перегрівання тіло наших чотирилапих друзів — собак, яке вкрите густою шерстю? Не раз ми спостерігали, як вони важко дихають і висолоплюють язик, з якого стікає крапельками слина. Чому в спеку собаки висовують язик?

Дізнайтеся про...

пароутворення та його способи;
чинники, які впливають на швидкість випаровування;
процес конденсації.

1. Пароутворення та його способи

Ми часто спостерігали за тим, як улітку дуже швидко висихає випрана білизна, зникають калюжі після дощу, річки та озера міліють, рослини в’януть, а домашні улюбленці ховаються в затінку. Як це пояснити?

Відомо, що будь-яка речовина може переходити з одного агрегатного стану в інший.

Пароутворення — процес переходу речовини з рідкого стану в газоподібний.

Є два способи пароутворення: випаровування та кипіння (про кипіння ви дізнаєтеся в наступному параграфі).

Випаровування — процес пароутворення, який може відбуватися з вільної поверхні рідини за будь-якої температури.

Молекули рідини безперервно рухаються з різними швидкостями і мають різні енергії. Якщо молекула перебуває біля вільної поверхні рідини і має велику енергію, достатню для того, щоб подолати притягання сусідніх молекул, то вона виривається з рідини, утворюючи над нею пару (мал. 11.1). При цьому внутрішня енергія рідини зменшується, вона охолоджується.

Мал. 11.1. Утворення пари

Поміркуйте і дайте відповідь

1. Люди, відпочиваючи біля водойм у спеку, люблять поплавати в них. Коли ж вони виходять з води, то відчувають прохолоду? Чому?

2. Від чого залежить швидкість випаровування?

Рослинам для росту потрібні не лише сонячне світло і тепло, а й вода. У посушливий період їх поливають рано-вранці або ввечері. А чому не в обідню пору?

Вранці та ввечері температура повітря нижча, ніж у полудень. Вода під час поливу потрапляє в ґрунт. Більша її частина просочується до кореневої системи, щоб живити рослини, а менша — випаровується. Коли температура повітря дуже висока, вода інтенсивно випаровується з ґрунту і майже не доходить до коріння.

Швидкість випаровування залежить від температури. Чим вища температура рідини, тим швидше вона випаровується.

Виправши білизну, хочемо, щоб вона якнайшвидше висохла, тобто щоб молекули води швидше випарувалися. Для цього її треба розвісити. Можна перекинути білизну через шнур, але краще прикріпити за кінчики прищіпками (мал. 11.2). Так площа вільної поверхні буде більша і вода випаровуватиметься інтенсивніше, тому що випаровуються тільки ті молекули, які перебувають на вільній поверхні рідини.

Мал. 11.2. Сушіння білизни

Флора Землі дуже різноманітна. Розглянувши листок рослини, можна сказати, у яких умовах вона росте. Рослини вологих тропічних лісів (мал. 11.3) мають велике, широке, шкірясте листя. А рослини пустель — колючки або маленькі листочки (мал. 11.4). Таке пристосування допомагає регулювати випаровування води з їхньої поверхні. Велика площа поверхні листя сприяє випаровуванню більшої кількості води. А маленька площа поверхні дрібних листочків або колючок зменшує швидкість випаровування.

Мал. 11.3. Тропічні рослини

Мал. 11.4. Рослини пустелі

То чому ж у спеку собаки висовують язик? Потові залози в собаки розташовані між пальцями лап і на язиці. Для того щоб хоч якось допомогти собі під час сильної задухи, тварина висовує язик. Так вона збільшує поверхню, з якої відбувається випаровування рідини, необхідне для охолодження тіла.

Швидкість випаровування залежить від площі вільної поверхні рідини. Чим площа вільної поверхні рідини більша, тим рідина випаровується швидше.

Поміркуйте і дайте відповідь

1. Чому в спекотні дні чай краще пити з з неглибокої посудини відносно широкого діаметра?
2. Традиційним українським напоєм є узвар, який готують із сухофруктів, нарізаних тонкими скибками. Чому їх так нарізають для сушіння?

За даними супутникової розвідки, значна частина океану вкрита розлитою з танкерів нафтою. Це суттєво впливає не тільки на екосистему океану, а й на кількість опадів у цьому регіоні. Чому так? Нафта утворює плівку на воді й перешкоджає її випаровуванню. Кількість вологи, що потрапляє в атмосферу, зменшується. Сама нафта дуже повільно випаровується, тому для очищення океану використовують спеціальні судна-нафтозбірники, які збирають розлиту нафту за допомогою механічних засобів і технології поглинання нафти різними сорбентами (мал. 11.5).

Мал. 11.5. Забруднення Світового океану нафтою

Швидкість випаровування залежить від роду рідини. Швидше випаровуються ті рідини, молекули яких притягуються одна до одної з меншою силою і мають меншу масу.

У культурі кожного народу є свої сталі вирази — ідіоми, для розуміння яких необхідно знати особливості мови, літератури й культури конкретної країни. У нас, в Україні, коли діти вередують, не хочуть їсти гарячий суп, від дорослих можна почути: «А що, гаряче? Маєш вітер під носом». Що означає цей вираз з погляду фізики?

Випаровуючись з поверхні рідини, молекули забирають енергію, і рідина охолоджується. Але молекули пари в повітрі рухаються хаотично, тому частина з них повертається назад у рідину. Разом з ними повертається енергія. Щоб цього уникнути, потрібно дмухати на страву, тоді менше молекул повертатиметься в рідину. Чим сильніший рух повітря над рідиною, тим менше їх повертатиметься і тим швидше охолоджуватиметься рідина.

Отже, швидкість випаровування залежить від швидкості руху повітря над поверхнею рідини.

Поміркуйте і дайте відповідь

1. У яку погоду швидше висихає скошена трава — тиху чи вітряну?
2. Як впливають полезахисні лісосмуги на швидкість випаровування води з ґрунту?

Вивішена білизна взимку в морозяну погоду замерзає, але все одно висихає. Це свідчить про те, що твердим тілам теж властиве випаровування. Для твердих тіл цей процес називають сублімацією. У разі сублімації, як і під час випаровування, речовина охолоджується.

Сублімація — перехід речовини із твердого стану в газоподібний, оминаючи рідкий стан.

3. Процес конденсації

Поряд із процесом випаровування існує зворотний процес — конденсація.

Конденсація — явище перетворення речовини з газоподібного стану на рідкий.

Конденсація супроводжується виділенням теплоти.

Прикладом конденсації є випадання роси влітку ввечері, коли знижується температура; утворення туману та хмар (мал. 11.6).

Мал. 11.6. Приклади конденсації

За певних умов можливий перехід речовини з газоподібного у твердий стан без конденсації (десублімація). Прикладом цього явища у природі є утворення взимку інею та сніжинок (мал. 11.7).

Мал. 11.7. Утворення інею (паморозі)

Запам'ятайте

Пароутворення — процес переходу речовини з рідкого стану в газоподібний.

Сублімація — перехід речовини із твердого стану в газоподібний, оминаючи рідкий стан.

Конденсація — явище перетворення речовини з газоподібного стану на рідкий.

Конденсація супроводжується виділенням теплоти.

Перевірте себе

1. Які теплові процеси зображено на малюнках 11.8?

Мал. 11.8. Зображення теплових процесів

2. Чому, щоб захистити у спеку продукти від псування, інколи їх накривають вологою тканиною?

3. Чому, протираючи спиртовим розчином руки для дезінфекції, лікар відчуває прохолоду?

4. Якщо резервуар одного термометра обгорнути сухою ватою, а іншого — вологою, то їхні показники будуть різні. Чому?

Словник фізичних термінів (для пошуку інформації в англомовних джерелах)

Пароутворення	Vaporization
Випаровування	Evaporation
Конденсація	Condensation
Сублімація	Sublimation

Зміст