Кипіння і випаровування в фізиці, найбільший портал по навчанню
Кипіння і випаровування в фізиці
Якщо залишити незакритим посудину з водою, то через деякий час вода випарується. Якщо виконати той же досвід з етиловим спиртом або бензином, то процес відбувається трохи швидше. Якщо каструлю з водою нагрівати на досить потужною пальнику, то вода закипить.
Всі ці явища є окремим випадком пароутворення перетворення рідини в пар. Існує два види пароутворення випаровування і кипіння.
Що таке випаровування
Випаровуванням називають пароутворення з поверхні рідини. Пояснити випаровування можна наступним чином.
При зіткненнях швидкості молекул змінюються. Часто знаходяться молекули, швидкість яких настільки велика, що вони долають тяжіння сусідніх молекул і відриваються від поверхні рідини. (Молекулярна будова речовини). Так як навіть в невеликому об'ємі рідини дуже багато молекул, такі випадки виходять досить часто, і йде постійний процес випаровування.
Відокремилися від поверхні рідини молекули утворюють над нею пар. Деякі з них внаслідок хаотичного руху повертаються назад в рідину. Тому випаровування відбувається швидше, якщо є вітер, так як він забирає пар в сторону від рідини (тут також має місце явище «захоплення» і відриву молекул з поверхні рідини вітром).
Тому ж в закритій посудині випаровування швидко припиняється: кількість «відірвалися» за одиницю часу молекул стає дорівнює кількості «повернулися» в рідину.
Інтенсивність випаровування залежить від роду рідини: чим менше тяжіння між молекулами рідини, тим інтенсивніше випаровування.
Чим більше площа поверхні рідини, тим більше молекул мають можливість покинути її. Значить, інтенсивність випаровування залежить від площі поверхні рідини.
При підвищенні температури швидкості молекул зростають. Тому чим вище температура, тим інтенсивніше випаровування.
Що таке кипіння
Кипіння це інтенсивне пароутворення, яке відбувається в результаті нагрівання рідини, утворення в ній бульбашок пари, спливаючих на поверхню і розриваються там.
Під час кипіння температура рідини залишається постійною.
Температура кипіння це температура, при якій рідина кипить. Зазвичай, говорячи про температуру кипіння даної рідини, мають на увазі температуру, при якій ця рідина кипить при нормальному атмосферному тиску.
При паротворенні молекули, які відокремилися від рідини, забирають з неї частину внутрішньої енергії. Тому при випаровуванні рідина охолоджується.
Питома теплота пароутворення
Фізичну величину, що характеризує кількість теплоти, яке потрібно для випаровування одиничної маси речовини, називають питомою теплотою пароутворення. (За посиланням більш детальний розбір цієї теми)
В системі СІ одиниця вимірювання цієї величини Дж / кг. Її позначають буквою L.
Щоб розрахувати кількість теплоти, яке споживається при перетворенні в пар деякої рідини з питомою теплотою плавлення L і масою m, застосовують формулу:
(Де Q шукана кількість теплоти).