Взаимное превращение жидкостей и газов реферат

Обновлено: 30.06.2024

Изучение нового материала . Для этого модуля предпочтительна форма лекции, позволяющая компактно передать ученикам укрупненную дидактическую единицу содержания материала. Однако такую дидактическую единицу не всегда можно выделить в предмете, ибо, как ранее указывалось, смысл укрупненной единицы не количественный, а качественный: наличие комплекса взаимно обратимых мыслительных операций. Кроме того, класс не всегда подготовлен к восприятию лекций( ученики не умеют выделить главное, не понимают логических ударений и интонаций, не умеют грамотно конспектировать и прочее). Наконец, учитель тоже не всегда умеет читать лекции. Поэтому нет никаких оснований вытеснять проверенные формы- беседу, рассказ, семинар( хотя он и редко применяется в этой части блоков уроков). Разумное их сочетание полезнее.

Изучение нового материала

Опорные конспекты уроков:

Состояние насыщенного пара приближенно описывается уравнением:

При T=const: p не зависит от V, так как n не зависит от V.

P Закон Бойля-Мариотта не выполняется

A (участок AB)

при V=const: p изменяется быстрее, чем T, вследствие увеличения концентрации молекул (плотности) пара.

Закон Шарля не выполняется (участок BC).

B T

Поведение насыщенного пара в закрытых сосудах

При увеличении T

При уменьшении T

Учитывается при проектировании, эксплуатации

автоклавов и котлов высокого давления.

Парообразование, происходящее одновременно с поверхности и по всему объему жидкости при определенной температуре, называют кипением.

Кипение начинается тогда, когда давление насыщенного

Внутри пузырьков становится равным или большим внешнего

давления, производимого на пузырька пара в жидкости.

давление внутри пузырька равно сумме давлений

насыщенного пара и воздуха:

P_{ПУЗЫРЬКА} =P_НАС. +P_{ВОЗДУХА} .

Составными частями внешнего давления являются атмосферное давление, гидростатическое давление и давление, связанное с силами поверхностного натяжения:

P _ВНЕШ. = P _АТМ. + ρgh + P _П.Н.

По условию кипения имеем:

P _НАС. + P _{ВОЗДУХА} P _АТМ. + ρgh + P _П.Н.

ρ жидкость

Между жидкостью и паром, находящимся над ней может существовать динамическое равновесие, при котором число молекул, покидающих жидкость за некоторое время, равно числу молекул, возвращающихся их пара в жидкость за то же время. Пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью называют насыщенным. Давление насыщенного пара не зависит от объема и определяется только температурой.

Прикрепленные файлы: 1 файл

физика.docx

Взаимное превращение жидкостей и газов.

Жидкость кипит при температуре, при которой давление насыщенного пара в пузырьках становится равным давлению в жидкости. Чем больше внешнее давление, тем выше температура кипения. Кипение — процесс интенсивного парообразования, который происходит как со свободной поверхности жидкости, так и внутри неё.

С увеличением температуры плотность насыщенного пара растет, а плотность жидкости уменьшается. При температуре, называемой критической, исчезают различия между жидкостью и ее насыщенным паром. Их плотности становятся одинаковыми.

Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара. Содержание водяного пара в воздухе, т.е. влажность воздуха характеризуют рядом величин. Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называют парциальным давлением водяного пара. Относительной влажностью воздуха называют выраженное в процентах отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного пара при той же температуре. Большое значение имеет знание влажности в метеорологии для предсказания погоды.

Теплововой двигатель — устройство, совершающее работу за счет использования внутренней энергии топлива, тепловая машина, превращающая тепло в механическую энергию, использует зависимость теплового расширения вещества от температуры. Действие теплового двигателя подчиняется законам термодинамики. Для работы необходимо создать разность давлений по обе стороны поршня . Для работы двигателя обязательно наличие топлива. Это возможно при нагревании газа, который совершает работу за счёт изменения своей внутренней энергии. Повышение и понижение температуры осуществ ляется, соответственно, нагревателем и охладителем.

Коэффициент полезного действия тепловой машины

Рабочее тело, получая некоторое количество теплоты Q1от нагревателя, часть этого количества теплоты, по модулю равную |Q2|,отдает холодильнику. Поэтому совершаемая работа не может быть больше A = Q1 — |Q2|.Отношение этой работы к количеству теплоты, полученному расширяющимся газом от нагревателя, называется коэффициентом полезного действия тепловой машины:

Основные части теплового двигателя

В современной технике механическую энергию получают главным образом за счет внутренней энергии топлива. Устройства, в которых происходит преобразование внутренней энергии в механическую, называют тепловыми двигателями. Для совершения работы за счет сжигания топлива в устройстве, называемом нагревателем, можно воспользоваться цилиндром, в котором нагревается и расширяется газ и перемещает поршень. Газ, расширение которого вызывает перемещение поршня, называют рабочим телом. Расширяется же газ потому, что его давление выше внешнего давления. Но при расширении газа его давление падает, и рано или поздно оно станет равным внешнему давлению. Тогда расширение газа закончится, и он перестанет совершать работу.

Как же следует поступить, чтобы работа теплового двигателя не прекращалась? Для того чтобы двигатель работал непрерывно, необходимо, чтобы поршень после расширения газа возвращался каждый раз в исходное положение, сжимая газ до первоначального состояния. Сжатие же газа может происходить только под действием внешней силы, которая при этом совершает работу (сила давления газа в этом случае совершает отрицательную работу). После этого вновь могут происходить процессы расширения и сжатия газа. Значит, работа теплового двигателя должна состоять из периодически повторяющихся процессов (циклов) расширения и сжатия.

Влажность воздуха - это просто!

Взаимные превращения жидкостей и газов (испарение и конденсация) - это процессы перехода вещества из одного состояния в другое.

Испарение

Испарение - это процесс перехода жидкости в пар (газообразное состояние).
Испарение происходит при любой температуре жидкости.

Пар - это газообразное состояние вещества, в которое переходят жидкости при испарении.
Молекулы жидкости при тепловом движении движутся с разными скоростями. Самые быстрые молекулы способны преодолеть притяжение остальных молекул и выскочить из жидкости.
Эти молекулы образуют пары в воздухе.

Скорость испарения жидкости зависит от:
- температуры (чем выше температура жидкости, тем большей скоростью обладают ее молекулы);
- от площади поверхности испаряющейся жидкости (чем больше площадь поверхности, тем большее число быстрых молекул покидает жидкость);
- от наличия ветра над поверхностью жидкости.

Так как при испарении жидкость покидают наиболее быстрые молекулы, обладающие соответственно большей кинетической энергией, средняя кинетическая энергия молекул жидкости уменьшается, значит температура жидкости при испарении понижается.

Насыщенный пар

Рассмотрим процесс образования насыщенного пара:
В сосуд наливаем жидкость и закрываем его. Жидкость в сосуде начинает испаряться, и плотность пара над жидкостью в сосуде увеличивается.
В результате теплового движения часть молекул водяного пара возвращается в жидкость. Чем больше плотность водяных паров в сосуде, тем большее число молекул пара возвращается в жидкость.

Через некоторое время в сосуде устанавливается динамическое равновесие между жидкостью и паром:
число молекул, покинувших жидкость за какой-то отрезок времени, становится равным числу молекул, возвращающихся в жидкость за такой же отрезок времени.

В сосуде образовался насыщенный пар.
Насыщенный пар - это пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью.

Давление насыщенного пара

Давление насыщенного пара это давление пара, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром.

где
n - концентрация молекул пара
k - постоянная Больцмана
Т - температура

Давление и концентрация молекул (плотность) насыщенного пара при постоянной температуре не зависят от занимаемого паром объема.
Давление насыщенного пара зависит только от его температуры.
Давление насыщенного пара растет как вследствие повышения температуры жидкости, так и вследствие увеличения концентрации молекул пара.

Ненасыщенный пар

Пар называется ненасыщенным, если его давление меньше давления насыщенного пара при данной температуре.
Давление ненасыщенного пара зависит от его объема:
при уменьшении объема давление увеличивается, а при увеличении объема - уменьшается.

Кипение

Кипение - это процесс парообразования.
При нагревании жидкости растворенный в жидкости газ начинает собираться в пузырьки по всему объему жидкости.
В дальнейшем испарение происходит не только с поверхности жидкости, но и внутрь пузырьков.
Внутри пузырьков образуется насыщенный пар.
С повышением температуры жидкости давление насыщенного пара в пузырьках растет, что ведет к увеличению объема пузырьков.
Под действием выталкивающей силы пузырьки всплывают к поверхности жидкости, лопаются и выбрасывают пар.

Кипение жидкости начинается при температуре, когда давление насыщенного пара в пузырьках становится равным давлению в жидкости.

Давление в жидкости = гидростатическому давлению (давлению высоты столба жидкости) + внешнему атмосферному давлению.

Температурой кипения называется температура жидкости, при которой давление ее насыщенного пара равно или больше внешнего давления.
Температура кипения жидкости повышается с ростом внешнего атмосферного давления и понижается при его уменьшении.

Например:
В автоклавах для стерилизации медицинских инструментов создается повышенное давление, и кипение воды происходит при температуре значительно выше 100С.
На высокогорье, где атмосферное давление ниже нормального, температура кипения воды меньше, чем 100С.

Для поддержания кипения к жидкости надо подводить теплоту, которая расходуется на парообразование, т.к. внутренняя энергия пара больше внутренней энергии жидкости такой же массы.
В процессе кипения температура жидкости остается постоянной.

Влажность воздуха

Влажность воздуха - это содержание водяного пара в воздухе.
Атмосферный воздух состоит из смеси газов и водяных паров.

Влажность воздуха характеризуется следующими величинами:
1. Абсолютная влажность воздуха - это масса водяных паров, содержащихся в 1 куб. метре воздуха при данных условиях.

Абсолютная влажность воздуха может оцениваться:
а) через плотность водяного пара в воздухе, тогда единицы измерения - г/м 3 .
б) в метеорологии - через парциальное давление водяного пара, тогда единицы измерения - мм рт. ст. или Па.

Парциальное давление водяного пара - это давление, которое производил бы водяной пар, если бы остальные газы воздуха отсутствовали.

2. Относительная влажность воздуха - это отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного водяного пара при той же температуре.
Единицы измерения относительной влажности - %.

где
р - парциальное давление водяного пара в воздухе при температуре t
р_о - давление насыщенного водяного пара при той же температуре

В прогнозе погоды указывается величина относительной влажности воздуха в процентах!
Относительная влажность воздуха показывает как близко содержание водяных паров в воздухе к насыщению.
При относительной влажности 100% - в воздухе насыщенный водяной пар.
Прибор для измерения относительной влажности воздуха называется психрометром.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

ВЗАИМНОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ. НАСЫЩЕННЫЙ И НЕНАСЫЩЕННЫЙ ПАР

1. АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ — состояние вещества, характеризующееся способностью или неспособностью сохранять объём и форму, наличием или отсутствием дальнего и ближнего порядка

Выделяют три агрегатных состояния: твёрдое тело, жидкость и газ.

К агрегатным состояниям принято причислять также плазму.

2.ИЗМЕНЕНИЯ АГРЕГАТНОГО СОСТОЯНИЯ - это термодинамические процессы перехода вещества из одного состояния в другое, называемые фазовыми переходами

Выделяют:плавление, кристаллизацию , парообразование, конденсацию и сублимацию

Сублимация (возгонка) – переход вещества из твердого состояния в газообразное

3.ПАРООБРАЗОВАНИЕ – процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное. Идет с поглощением энергии.

Парообразование делят на испарение и кипение

4. КОНДЕНСАЦИЯ – процесс, обратный парообразованию.

Идет с выделением энергии

5.ИСПАРЕНИЕ - процесс парообразования, происходящий с открытой поверхности жидкости

Происходит при любой температуре.

Скорость испарения зависит от:

-температуры жидкости ( больше или меньше быстрых молекул)

- рода жидкости ( сильнее или слабее взаимодействие между молекулами)

- площади открытой поверхности

- наличия ветра ( он уносит вылетевшие молекулы )

- от влажности окружающей среды

6. КИПЕНИЕ - процесс парообразования , происходящий не только с поверхности, но и внутри жидкости при строго определенной для данной жидкости температуре

Происходит только при температуре кипения. Температура жидкости при этом не меняется

Температура кипения зависит от:

-рода жидкости

- внешнего давления (при уменьшении давления Т кипения уменьшается, например высоко в горах, и наоборот)

Над открытой поверхностью любой жидкости находится ее пар. Различают ненасыщенный и насыщенный пар

7. НЕНАСЫЩЕННЫЙ ПАР (ННП) – это пар, не находящийся в динамическом равновесии со свой жидкостью.

При невысоких давлениях ННП можно считать идеальным газом .

ННП подчиняется законам идеального газа. Давление ННП линейно растет с ростом температуры (при V = const ) и уменьшении объема (при T = const )

8. ДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ – это состояние, при котором число испарившихся за единицу времени молекул равно числу вернувшихся.

Масса жидкости не меняется.

Давление, плотность и концентрация НП максимальны при данной температуре и не зависят от его объема.

Законы идеального газа к НП неприменимы

9. НАСЫЩЕННЫЙ ПАР (НП) - это пар находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью . Число вылетевших молекул равно числу вернувшихся. НП нельзя считать идеальным газом. С ростом температуры давление газа растет нелинейно!

НП не подчиняется законам идеального газа!

10. ГРАФИЧЕСКАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННОГО ПАРА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

При T = const концентрация НП не зависит от его объема и давление НП не меняется

Давление НП зависит только от его температуры

АВ: ненасыщенный пар - идеальный газ

ВС: насыщенный пар

С D : ненасыщенный пар - идеальный газ

11.ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА – количество водяных паров в атмосфере при данной температуре

12.ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ – отношение парциального давления водяного пара ( плотности) при данной температуре к давлению насыщенного пара ( плотности насыщенного пара) при той же температуре, выраженной в процентах.

Показывает, в какой степени близок или далек пар от насыщенного пара.

13. АБСОЛЮТНАЯ ВЛАЖНОСТЬ – парциальное давление водяного пара или плотность водяных паров в воздухе при данной температуре

14. ТОЧКА РОСЫ – температура, при которой водяной пар становится насыщенным

15. ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

1) Гигрометр Ламбрехта – для определения точки росы

Его действие основано на конденсации эфира

2) Гигрометр волосяной - для определения влажности воздуха

Его действие основано на свойстве обезжиренного волоса менять длину, в зависимости от влажности воздуха

3) Психрометр - для определения влажности воздуха

Действие основано на сравнении показаний влажного и сухого термометров

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

Курс добавлен 31.01.2022
Сейчас обучается 26 человек из 18 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

ЗП до 91 000 руб.
Гибкий график
Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 593 903 материала в базе

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

15.06.2017 2182
DOCX 555.8 кбайт
18 скачиваний
Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Соколовская Наталья Евгеньевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

В Белгородской области отменяют занятия в школах и детсадах на границе с Украиной

Время чтения: 0 минут

РДШ организовало сбор гуманитарной помощи для детей из ДНР

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения упростит процедуру подачи документов в детский сад

Время чтения: 1 минута

В приграничных пунктах Брянской области на день приостановили занятия в школах

Время чтения: 0 минут

Курские власти перевели на дистант школьников в районах на границе с Украиной

Время чтения: 1 минута

Ленобласть распределит в школы прибывающих из Донбасса детей

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Читайте также: