Роль испарения в жизни человека физика сообщение

Обновлено: 04.07.2024

Суть понятия

Основное определение испарения — переход из жидкости в газ. Это термодинамический процесс, обусловленный хаотичным движением молекул тел в определённых агрегатных состояниях. Благодаря его существованию количество воды, масла, эфира, бензина или любого другого жидкого вещества в незакрытой ёмкости будет непрерывно уменьшаться с течением времени.

С точки зрения физики, испарение можно объяснить разницей температур на грани фазового перехода — жидкость обычно холоднее окружающего воздуха. Если других внешних влияний нет, испарение происходит медленно. Молекулы покидают воду в результате диффузии, переходя через полупроницаемую для жидкостей, но непроницаемую для газообразных веществ поверхность раздела фаз массового потока.

Основное отличие испарения от других форм парообразования заключается в том, что оно происходит только с поверхности. Атомы и молекулы меняют агрегатное состояние постепенно, испаряясь небольшими слоями. Впрочем, несмотря на это, с течением времени вся жидкость может постепенно испариться.

Другая отличительная черта процесса — возможность разной направленности тепловых потоков. Они могут идти:

из толщи жидкости к поверхности, а затем в воздух;
только из жидкости к поверхности;
к поверхности из воды и газовой среды одновременно;
к площади поверхности только от воздуха.

Направленность потоков зависит от температуры воздуха, фазового раздела и самой жидкости. Соотношения этих трёх величин по-разному учитываются в формуле испарения. От них зависит его скорость, направленность теплообмена и другие факторы. Для вычисления величины используются также экспериментальные коэффициенты, полученные путём опытов. Они уникальны для каждого вещества или смеси и обусловлены их химическим составом.

Испарение на молекулярном уровне

В жидких веществах молекулы расположены почти вплотную друг к другу, но не связаны, как в твёрдых субстанциях. Из-за этого они находятся в непрерывном движении, случайным образом сталкиваются друг с другом, меняют направление и скорость движения. Частицы, оказавшиеся близко к поверхности, со временем могут покинуть её, проникнув через зону фазового перехода.

Таким образом, испарение обусловлено непрерывным движением молекул. Если они обладают достаточной кинетической энергией и скоростью, то часть из них может сорваться с поверхности воды, преодолевая притяжение соседних частиц. Некоторые отражаются и возвращаются, другие вырываются в газовую среду и навсегда покидают вещество. Процесс повторяется с новыми (теперь тоже поверхностными) частицами, пока вся жидкость не станет газообразной.

В процессе жидкость теряет часть своей энергии, из-за чего снижается также её температура — это обусловлено тем, что первыми её покидают самые быстрые (а значит, и обладающие наибольшей кинетической силой) молекулы. В результате наблюдается явление, называемое испарительным охлаждением жидкости. Этим объясняется то, что человеку быстро становится холодно в мокрой одежде, даже если ту облить тёплой водой. При комнатной температуре явление проявляется слабо, поскольку жидкость компенсирует теряемое тепло теплообменом с окружающим воздухом.

Отличия от кипения и сублимации

Испарение нередко путают с кипением. Оба процесса являются разновидностями парообразования, то есть превращения жидкого вещества в газообразное. Разница состоит в том, что закипание — гораздо более активный и быстрый процесс, смена агрегатного состояния при котором наблюдается невооружённым глазом.

Не менее важное различие состоит в том, что испарение происходит всегда, а кипение — только при достижении жидкостью определённой температуры. Точная цифра меняется и зависит от характера вещества — для воды она составляет 100 °C, для рафинированного масла — 227 °C, для гелия — -269°C, вольфрама — 5680 °C.

Кипение — постоянный процесс, обусловленный определёнными закономерностями в движении молекул. Их отрыв от поверхности при этом явлении происходит постоянно и не зависит от случайностей при движении. Кроме того, смена агрегатного состояния при кипении происходит с жидкостью по всей толще, а не только на поверхности. Это можно заметить на практике — при закипании воды в её толще образуются пузырьки, поднимающиеся на поверхность из-за разницы масс.

Кипение всегда сопровождается испарением, потому во многом они взаимосвязаны. Особняком стоит явление сублимации — перехода вещества из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкую стадию. Это явление сопровождается разрывом молекулярных связей в результате внешнего подвода энергии (обычно через нагревание).

В природе сублимация наблюдается редко. Иногда её можно наблюдать при быстром таянии льда — например, замёрзшая мокрая одежда при потеплении мгновенно высыхает.

Факторы, влияющие на скорость процесса

Учёные заметили, что процесс происходит по-разному при изменяющихся свойствах жидкости и условиях внешней среды. Они выделили основные факторы, влияющие на испарение:

Факторы, способные повлиять на скорость испарения, известны большинству из повседневных примеров. Далёкие предки современных людей применяли их для сушки одежды, охлаждения жидкостей и других задач.

Роль явления

Испарение и кипение — очень распространённые физические явления, без которых стала бы невозможной нормальная жизнь на земле. Люди ежедневно сталкиваются с ним в быту, а также используют в промышленности, технике, энергетике и других сферах жизнедеятельности. Кроме того, фазовый переход жидкости и газа играет важную роль в существовании живых организмов и экосистеме планеты в целом.

В организме человека, животных и растений

Испарение играет важную роль в процессе саморегуляции температуры тела человека и большинства млекопитающих. Поскольку чрезмерное тепло для них вредно или даже смертельно (при 42,2 °C в крови происходит свёртывание белка, что приводит к быстрой смерти), в процессе эволюции организм разработал систему самоохлаждения — потоотделение. Она задействуется при пребывании в жарких или душных помещениях, тяжёлом физическом труде, болезнях.

Через поры на коже выделяется жидкость, которая затем быстро испаряется. Это позволяет быстро избавиться от лишней энергии и охладить тело, нормализовав температуру. Некоторые животные инстинктивно пытаются усилить этот процесс — например, собаки в жаркую погоду открывают рот и высовывают язык.

Представители флоры обладают похожим защитным механизмом. Чтобы не перегреться на солнце, они запускают процесс испарения ранее поглощённой воды, тем самым охлаждаясь. Поэтому в летнюю пору садоводы усиленно поливают культурные растения, предотвращая их засыхание или выгорание в самые жаркие дни.

В природе и окружающей среде

Роль испарения и конденсации (превращение газа обратно в жидкость) в природе трудно переоценить. Они лежат в основе естественного круговорота воды, который обеспечивает экосистему необходимыми питательными веществами, спасает водоёмы от пересыхания, а животных и растений — от вымирания. Только благодаря этому явлению жизнь на земле может существовать в нынешнем виде.

Испарение большого количества воды с поверхности морей, океанов, рек и озёр приводит к появлению дождевых туч, которые разносят влагу по всему миру и питают окружающую среду. Это же явление препятствует затоплению и заболачиванию участков (особенно зимой, когда тают снега и льды), возвращая лишнюю воду обратно в мировой океан.

Благодаря испарению возможно такое явление, как запахи. Животные используют его во множестве сфер своей жизни — от охоты и поиска пищи до размножения и общения. Оно также помогает представителям фауны распознавать опасность в виде хищников или огня и дыма, обнаруживать токсичные вещества в атмосфере.

В быту и промышленности

Испарение широко применяется в бытовой жизни людей, а также в создании сложных механизмов и промышленных машин. Некоторые примеры использования этого процесса:

создание охладителей для двигателей, ядерных реакторов, спускаемых аппаратов в космической технике;
сушка различных вещей — от одежды до производственного сырья;
запчасти бытовых и промышленных холодильников;
кондиционирование и очищение воздуха;
энергетическая промышленность;
очистка различных веществ на молекулярном уровне;
охлаждение воды;
дегидрация продуктов для увеличения срока хранения, создание диетической еды путём вывода лишних веществ;
готовка на пару в кулинарии;
стимуляция процессов при химических опытах;
декор и дизайн одежды — например, сублимационная фотопечать;
оздоровительные процедуры — бани, криотерапия, косметические техники;
медицинские ингаляции — приготовление насыщенных полезными веществами газов основано на процессе испарения.

Промышленная техника, использующая испарение для работы, строится по одной и той же схеме. В ней максимально увеличивается площадь поверхности жидкости, чем обеспечивается наилучший теплообмен с газовой средой. Это достигается за счёт разделения воды на отдельные струи и капли, а также образования тонких плёнок вещества на внутренней поверхности и насадках. Газ в приборах разгоняется, что также улучшает эффективность охлаждения.

Цель: раскрытие основных научных положений изучаемой темы во взаимосвязи с природой и жизнедеятельностью человека.

Задачи: ознакомление учащихся с элементами экспериментального метода исследования явления; раскрытие роли испарения в природе и жизнедеятельности человека.

Учитель физики объясняет тему урока через проблемные вопросы и физический эксперимент.

Учителя организуют решение расчетных и качественных задач с биологическим содержанием.

В конце урока дается практическое домашнее задание.

На уроке понадобятся: эпидиаскоп, экран; набор склянок с различной жидкостью (эфир, спирт, вода, подсолнечное масло); спиртовка, кисточка, колба; пипетка, стекло, резиновая трубка; вентилятор, термометр, вата; кристаллы йода в пробирке, жидкостный манометр.

Учитель физики. По природоведению вы изучали круговорот воды в природе. Давайте вспомним (показ рис. 1 через эпидиаскоп).

С поверхности океанов, морей, рек и суши вода под действием солнечного тепла испаряется и поднимается вверх в виде невидимого пара.

Так что называется испарением?

Ученики. Переход вещества из жидкого состояния в газообразное.

Учитель физики. В воздухе водяной пар охлаждается, превращается в мельчайшие капельки воды. Из них образуются облака. Так что называется конденсацией?

Ученики. Переход вещества из газообразного состояния в жидкое.

Учитель физики. Вытертая мокрой тряпкой школьная доска быстро высыхает – вода превращается в пар. Точно так же высыхают полы после мытья, мокрое белье, чернила, которыми вы только что написали на бумаге.

Каков же механизм испарения? Иначе, почему жидкости испаряются?

Почему же жидкости испаряются постепенно?

В первую очередь переходят в пар быстрые молекулы. У оставшихся молекул жидкости при соударении с другими молекулами меняется скорость. Некоторые из молекул приобретают при этом скорость, достаточную для того, чтобы оказаться у поверхности и вылететь из жидкости.

При любой ли температуре испаряются жидкости?

Жидкости могут испаряться при любой температуре. Наблюдение за природой подтверждает это. Например, лужи, образовавшиеся после дождя, высыхают и летом в жару, и осенью, когда уже холодно. Почему? Потому что при любой температуре в жидкости есть быстрые молекулы.

Зависит ли испарение от температуры жидкости и как? Для выяснения этого проведем опыт.

Опыт I

На стекле 2 капли воды. Стекло подогревается снизу под одной из капель.

Учитель физики. Почему подогреваемая капля испаряется быстрее?

Ученики. С увеличением температуры испарение жидкости усиливается, так как чем выше температура, тем больше число быстродвижущихся молекул, способных покинуть жидкость.

Опыт II

На доску кисточкой наносятся мазки различных жидкостей: эфира, спирта, воды и масла.

Учитель физики. Почему эфир испаряется быстрее?

Ученики. Силы сцепления между молекулами эфира меньше, чем между молекулами других жидкостей.

Опыт III

Пипеткой капнуть эфир на стекло и на лист промокательной бумаги. Наблюдается процесс испарения.

Учитель физики. Почему с промокашки быстрее испаряется эфир?

Ученики. Чем больше площадь поверхности жидкости, тем большее число молекул одновременно вылетают с нее в воздух.

Учитель физики. Одновременно с переходом молекул из жидкости в пар происходит и обратный процесс. Часть молекул, покинувших жидкость, снова в нее возвращается. Если испарение происходит в закрытом сосуде, то число молекул, вылетающих из жидкости, становится равным числу молекул пара, возвращающихся обратно в жидкость. Поэтому масса жидкости в закрытом сосуде не изменяется, хотя жидкость продолжает испаряться. Если же сосуд открыт, то масса жидкости в нем со временем уменьшается.

Опыт IV

Бумага, смоченная водой, обдувается вентилятором.

Учитель физики. Почему бумага высыхает быстрее?

Ученики. Так как создавшийся ветер (поток воздуха) уносит образовавшийся пар.

Учитель физики. Сделаем вывод. От чего же зависит скорость испарения жидкости? ( В тетрадях зарисовывается схема.)

Учитель физики. Как вы думаете, испаряются ли твердые тела?

Ученики. Испаряются не только жидкости, но и твердые тела. Испарение некоторых твердых тел обнаруживается по запаху. Например, испарение нафталина, камфары. Испаряется и лед, вследствие чего на морозе можно сушить белье, которое из обледеневшего становится сухим.

Опыт V

Испарение кристаллов йода. Если подогреть пробирку с небольшим количеством кристаллов йода на слабом пламени, то кристаллы начнут испаряться. Пары йода имеют густой фиолетовый цвет, поэтому их хорошо видно. При охлаждении пробирки из паров йода образуются сразу кристаллики йода.

Учитель физики. Но вернемся к жидкостям. Так как при испарении жидкость покидают наиболее быстрые молекулы, то средняя скорость оставшихся молекул становится меньше. Следовательно, средняя кинетическая энергия молекул уменьшается. Это означает, что внутренняя энергия (И) испаряющейся жидкости уменьшается. (рис. 2).

Поэтому, если нет притока энергии к жидкости извне, испаряющаяся жидкость охлаждается.

Энергичные молекулы улетают = И ↓ = t˚↓ .

Опыт VI

Шарик термометра обматывается ватой, смоченной в эфире.

Учитель физики. Почему столбик термометра опускается?

Ученики. Быстро испаряющийся эфир отнимает часть внутренней энергии от ртути (спирта) термометра, вследствие чего их температура понижается.

Учитель физики. Почему же при испарении воды, налитой в стакан, мы не замечаем понижения ее температуры?

Ученики. Испарение происходит медленно, и температура воды поддерживается постоянной за счет количества теплоты, поступающей из окружающего воздуха.

Учитель физики. Поглощение энергии при испарении жидкости можно наблюдать еще на одном опыте.

Опыт VII

Опрокинутую колбу соединяют резиновой трубкой с жидкостным манометром. Сверху на колбу кладут лоскуток ткани и на него наливают пипеткой немного эфира.

Учитель физики. Почему в коленце манометра, присоединенного к колбе, уровень жидкости повышается?

Ученики. Испаряясь, эфир поглощает энергию из воздуха, воздух в колбе охлаждается, давление воздуха в колбе уменьшается, о чем можно судить по повышению уровня жидкости в колене манометра, присоединенного к колбе.

Учитель физики. Мы говорили, что может происходить и обратный процесс: переход молекул из пара в жидкость. Конденсация пара сопровождается выделением энергии.

При конденсации = И↑ = t˚↑.

Конденсацией пара объясняется образование облаков (мельчайших капелек воды).

Учитель физики. Таким образом, испарение и конденсация – это наиболее легко регулируемые способы изменения внутренней энергии вещества. Поэтому испарение и конденсация должны играть большую роль в жизнедеятельности человека и животных. Ребята, вы хорошо знаете, что когда жарко, человек потеет и, наоборот, выходя из воды, даже в жаркий день, вы чувствуете холод. Почему? (Ответы учащихся.)

Учитель биологии. Ребята, вы правы, когда жарко – человек потеет. Это хорошо. Для терморегуляции организма человека важную роль играет потоотделение. Влага, содержащаяся в организме человека, во время жары через поры в эпителии выходит наружу. Потоотделение обеспечивает постоянство температуры тела человека. За счет испарения пота уменьшается внутренняя энергия тела, благодаря этому организм охлаждается. Получается, потея, мы спасаем себя от перегрева организма.

Учитель физики. Процесс испарения будет зависеть от условий окружающей среды, то есть от влажности окружающего воздуха. Нормальной считается влажность воздуха 40-60%.

Учитель биологии. Когда окружающая среда имеет температуру более высокую, чем тело человека, то происходит усиленное потоотделение. Обильное выделение пота ведет к охлаждению организма, помогает работать в условиях высокой температуры. Если же влажность окружающего воздуха высока – более 70%, то жить и работать становится тяжело (влажные тропики, красильные цеха заводов). Если влажность меньше 40% при нормальной температуре воздуха, это приводит к усиленной потере влаги организмом, что ведет к его обезвоживанию (пустыни, металлургические заводы).

Змеюкина. Дайте мне атмосферы! Слышите. махайте на меня, махайте… Скажите пожалуйста, отчего мне так душно?

Ять. Это оттого, что вы вспотели-с…

Змеюкина. Фуй, как вы вульгарны! Не смейте так выражаться. Ах, оставьте меня в покое! Дайте мне поэзии, восторгов! Махайте, махайте…

Учитель биологии. Различные условия окружающей среды, затрудняющие или ускоряющие испарение, нарушают регулирование теплоотдачи организма.

Почему в жару не надо носить кожаную, клеенчатую, синтетическую одежду?

Ученики. Такая одежда затрудняет потоотделение, что приводит к перегреву организма.

Учитель физики. Решим задачу биофизического содержания.

При длительной тяжелой физической работе человек выделяет пот объемом около 10 л. Какая масса воды может быть нагрета от 40˚ до 100˚ за счет той тепловой энергии, которая затратилась на испарение пота объемом 10 л? Для приближенного ответа считаем, что Lпота ≈ Lводы.

L = 2,3·10 Дж/кг, m1 = рV1 = 1000 кг/м³ ·10 ·10 м² = 10 кг

V1 = 10 л = 0,01 м³, Q1 = Lm – количество теплоты, затраченное

t1 = 40˚С, на испарение пота. 6 6

t2 = 100˚С Q1 = 2,3·10 Дж/кг·10 кг = 23·10 Дж.

С = 4200 Дж/кг ˚С, Q2 = Сm2 (t2 - t1) – количество энергии,

р = 1000 кг/м³ необходимое для нагревания воды. Q2 = Q1

m2 = ? m2 = Q2 /c (t2 – t1) = 23·10 Дж/4200Дж/кг˚С·

Учитель биологии. Большую роль играет испарение в жизни растений. Чтобы представить себе масштабы испарения воды растениями, приведу такой пример: за один вегетационный период одно растение (подсолнечник или кукуруза) испаряет до 200 кг и более воды, то есть бочку солидных размеров. При таком энергичном испарении требуется не менее энергичное добывание воды. Для этого служит корневая система, размеры которой огромны. Интересны растения пустыни. Например, кактусы – растения с толстыми мясистыми стволами, листья которых превратились в колючки. У них незначительная поверхность при большом объеме, толстые покровы, малопроницаемые для воды и водяного пара, с немногочисленными, почти всегда закрытыми устьицами. Поэтому даже в сильную жару кактусы испаряют мало влаги.

Очень интересна роль испарения у животных и птиц. Послушаем доклад ученика.

Для уравновешивания неизбежной потери воды за счет испарения многие животные всасывают ее через покровы тела в жидком или газообразном состоянии (амфибии, насекомые, клещи). В теплорегуляции птиц большую роль играют воздушные мешки. В жаркое время с поверхности воздушных мешков испаряется влага, что способствует охлаждению организма. В связи с этим в жаркую погоду птица открывает клюв.

Учитель физики. Изучив тему испарения, мы узнали, какую большую роль играет испарение в жизни растений и животных, как это важно для человека. Вы теперь сможете ответить на ряд вопросов, в объяснении которых вы затруднялись.

Домашнее задание

Наполните маленький стаканчик водой и вылейте воду на тарелку.

Снова наполните тот же стаканчик водой и поставьте его вместе с тарелкой в спокойное место (например на шкаф), предоставив воде испаряться.

Запишите дату и час начала опыта.

Кода вода из тарелки вся испарится, снова запишите время.

Запишите время, когда из стакана испарится четверть всей находящейся в нем воды.

Измерьте диаметры стакана и тарелки, определите площади поверхности жидкости в них.

Сопоставьте время испарения жидкости с площадью ее поверхности.

Напишите отчет о работе.

На следующем уроке можно провести физический диктант по 2-м вариантам. (Вопросы варианта классу диктовать поочередно).

1.2. Факторы, влияющие на скорость испарение…………………….4стр.

1.3. Значение процесса испарения в жизни человека в животных и растений……………………………………………………………4стр.

Глава 2 Методика результата исследования

Список использованной литературы………………………………………. 9стр.

Испарение имеет большое значение в жизни человека, животных и растений. В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с процессом испарения. Предохранение продуктов от порчи. Испарение имеет важную роль в процессе температуры тела человека, и почти всех млекопитающих. Организм имеет защитный механизм для предотвращения перегрева – потоотделение. Например, когда мы болеем и имеем высокую температуру, а потом она падает, мы обильно потеем. Также мы потеем при тяжелом физическом труде, при перегреве на Солнце. Роль испарения в природе имеет просто огромное значение, так как без этого физического явления была бы невозможна сама Жизнь на нашей планете.

Проблема: Что влияет на процесс испарения?

Цель исследования : выявление факторов влияющие на скорость испарения.

Исходя из цели поставлены следующие задачи:

1. Найти необходимый материал в литературе, интернет сети, изучить его и проанализировать.

2. Спроектировать, описать и провести эксперименты.

3. Выявить условия возникновения испарения.

4. Определить факторы, которые могут влиять на испарение.

5. Сделать выводы

1. При испарении жидкости и конденсации пара энергия выделяется или поглощается

2. Скорость испарения зависит от многих факторов.

Объект исследования: процесс испарения

Предмет исследования: исследовать влияние факторов, которые влияют на скорость испарения.

Методы исследования: наблюдение, эксперимент, фотографирование,

Глава1. Обзор литературы

1.1. Понятие испарения

Испарение – это переход из жидкости в газ. При этом это термодинамический процесс, то есть такой, который происходит под воздействием температурных колебаний. Именно вследствие испарения количество любой жидкости в любой незакрытой емкости будет постепенно уменьшаться. Физика объясняет это явление разницей температур на грани фазового перехода: жидкость обычно несколько холоднее окружающего воздуха. Если нет каких-то внешних влияний, испарение жидкостей происходит крайне медленно. Молекулы покидают жидкость вследствие диффузии, они переходят через полупроницаемую для жидкостей, но непроницаемую для газовых веществ поверхность раздела фаз массового потока. Важно знать, что испарение всегда происходит только с поверхности жидкости, в этом основное отличие испарения от других форм парообразования. Атомы и молекулы испаряются не все сразу, а небольшими слоями, постепенно. Но, разумеется, со временем они могут испариться полностью.

1.2. Факторы, влияющие на скорость испарение

На скорость испарения влияют многие факторы, но главный из них – температура поверхности воды. Чем больше температура, тем больше средняя скорость молекул, и, следовательно, больше молекул с большими скоростями, которые способны вылететь с поверхности. Пример, летом лужи после дождя высыхают значительно быстрее, чем осенью.

Скорость испарения жидкости зависит от площади ее поверхности: чем больше площадь поверхности, тем больше будет количество частиц, покидающих жидкость, и испарение будет происходить быстрее. Скорость испарения зависит от рода жидкости, жир испаряется медленно, поэтому кожа лица не переохлаждается. Например, чай остынет быстрее в широкой низкой чашки, чем в узкой и высокой.

От рода вещества. Силы притяжения между молекулами различных жидкостей разная, поэтому медленней испаряется те жидкости, молекулы

которые сильнее взаимодействуют друг с другом. Например, капля воды испаряется быстрее, чем капля масла

1.3. Значение процесса испарения в жизни человека в животных и растений

Испарение имеет большое значение в круговороте воды на Земле, в жизни человека, животных и растений. Например, за вегетационный период капуста с площади 1 га испаряет около 8000 м3, взрослые лиственные деревья за лето с площади 1 га испаряют до 15 000 м3 воды. Оно предохраняет человека, животных и растения от перегрева.

Лишайники, среди которых есть засухоустойчивые формы, могут адсорбировать водяной пар т. е. поглощение вещества из раствора или газа поверхностным слоем твердого вещества или жидкости.

У растений засушливых мест, где воды в почве очень мало, а воздух горячий и сухой, имеются разнообразные приспособления, позволяющие уменьшить потерю влаги. У алоэ листья узкие, покрытые восковым налетом, предохраняющим от интенсивного испарения. У кактусов незначительная поверхность при большом объеме, толстые, покрытые восковым налетом покровы, плохо пропускающие водяной пар, немногочисленные закрытые устьица. Поэтому даже в сильную жару кактусы испаряют мало воды. У многих растений засушливых мест днем, когда температура воздуха высокая, устьица закрыты, а ночью открыты, что способствует уменьшению испарения.

В технике испарение применяется при очистке веществ или разделении жидких смесей перегонкой (получение бензина, керосина, солярного масла и др.). Процесс испарения является основой всех процессов сушки материалов. Спускаемый аппарат космического корабля покрывают специальным, быстро испаряющимся веществом, чтобы устранить его перегрев от трения при прохождении через слои атмосферы.

У автомобилей, тракторов, зерноуборочных комбайнов баки с горючим плотно закрывают специальными крышками, что предохраняет горючее не только от расплескивания, но и от испарения.

При хранении бензина учитывается тот факт, что он испаряется интенсивнее, чем солярка и дизельное масло. Легкая испаряемость бензина осложняет его хранение особенно в летнее время, когда интенсивность испарения из-за высокой температуры возрастает. Там, где хранится горючее, не должно быть сквозняков; заливать бензином канистры или цистерны лучше полностью (под горло), чтобы площадь поверхности бензина была минимальной.

В повседневной жизни постоянно приходится сталкиваться с процессом испарения: мы дуем на горячий чай, чтобы он быстрее остыл; страдаем от холода в мокрой одежде. Для предохранения продуктов от порчи в жаркую погоду их иногда покрывают влажной тканью. При сильных морозах рекомендуется смазывать лицо жиром для уменьшения испарения с поверхности кожи и предотвращения ее от переохлаждения.

Вывод по первой главе:

Глава 2. Методика результата исследования

При исследовании пользовались лабораторным оборудованием, кроме того фотографировали результаты наблюдения.

Исследование №1

Цель исследования: доказать испарение всех материалов.

Приборы и материалы: стеклянные пластины, бензин, спирт, вода

Собственные исследования. На три стеклянные пластины набирают мазки водой, бензином и спиртом. След от мазка спирта быстро исчезает, затем исчезает след бензина, а потом воды.

Вывод: спирт испаряется быстрее, чем вода, потому что его молекулы более активны, из-за этого они быстрее десоциируются с молекулами воздуха. и тем самым быстрее испаряется .

Исследование №2

Цель исследования: Доказать почему вода с подогретого стекла исчезает быстрее.

Приборы и материалы: Матовые стекла, пипетки, свечка.

Собственные исследования . На два матовых стекла, одно из них которое предварительно нагревают над пламенем, наносят мазки водой. След воды с подогретого стекла исчезает быстрее.

Вывод: Испарение на подогретом стекле исчезает быстрее, потому что температура выше

Исследование №3

Цель исследования : Доказать почему, если вентилятором обдувать стеклышко, то с него вода исчезнет быстрее.

Приборы и материалы: Матовые стекла, вентилятор.

Собственные исследования. На два матовых стекла нанесли мазки водой. Одно из стекол обдували вентилятором. С этого стекла след воды исчезает быстрее, чем с другого.

Вывод: Так как струю прохладного воздуха идет на стеклышко, то с него любая жидкость исчезнет быстрее.

Исследование №4

Цель исследования: Доказать почему если на стеклышке растирать воду стеклянной палочкой, то с неё она исчезнет быстрее.

Приборы и материалы : Матовые стекла, вода, стеклянная палочка.

Собственные исследования. На два наклонно поставленных матовых стекла наносят по капли воды. На одном из стекол капли воды растирают стеклянной палочкой по всей площади стекла. С этого стекла след воды исчезает быстрее

Вывод: Под давление какого – нибудь предмета жидкость исчезнет быстрее.

Исследование №5

Цель исследования: Доказать почему в подогретой колбе йод исчезнет быстрее.

Приборы и материалы: Стеклянная колба, свеча, йод.

Собственные исследования . В стеклянной колбе, подогреваемой над пламенем, испаряются кристаллы йода.

Вывод: При нагревании стекла объём колбы увеличивается быстрее.

1. Работая над темой испарения, мы нашли ответы на свои вопросы. Мы узнали, как происходит испарение. Люди активно используют процесс испарения в жизни, в быту. 2. Опыты, которые мы провели, были очень интересными. В ходе проведения опытов мы пришли к следующим выводам:

1)При одинаковых условиях различные жидкости испаряются с разной скоростью

2) Чем выше температура жидкости, тем быстрее она испаряется

3)При ветре вода испаряется быстрее, чем в безветрие

Таким образом мы подтвердили свою гипотезу скорость испарения зависит от многих факторов.

Список использованной литературы

1. Хорошавин СА. Физический эксперимент в средней школе. – М. Просвещение. 1988 - 175с

2. Буров В.А. Фронтальные экспериментальные задания по физике. – М.: Просвещение,1981. 112с.

Солнечная энергия приводит в действие невероятно сильную тепловую машину, которая, преодолевая гравитацию, без труда поднимает в воздух огромных размеров куб (каждая сторона составляет около восьмидесяти километров). Таким образом, с поверхности нашей планеты за год испаряется водяной слой метр толщиной.

Что такое испарение

Во время испарения жидкое вещество постепенно переходит в паро- или газообразное состояние после того, как мельчайшие частицы (молекулы или атомы), двигаясь на скорости, достаточной для того, чтобы преодолеть силы сцепления между частицами, отрываются от поверхности.

Несмотря на то, что процесс испарения известен больше как переход жидкого вещества в пар, существует сухое испарение, когда при минусовой температуре лёд переходит из твёрдого состояния в парообразное, минуя жидкую фазу. Например, если выстиранное сырое бельё развесить сушиться на морозе, оно, замерзнув, становится очень жёстким, но через какое-то время, размягчившись, становится сухим.

Как улетучивается жидкость

Молекулы жидкости расположены друг к другу практически впритык, и, несмотря на то, что связаны между собой силами притяжения, к определённым точкам не привязаны, а потому свободно перемещаются по всей площади вещества (они постоянно сталкиваются друг с другом и изменяют свою скорость).

Частицы, что уходят на поверхность, набирают во время движения темп, достаточный для того, чтобы покинуть вещество. Оказавшись наверху, своё движение они не останавливают и, преодолев притяжение нижних частиц, вылетают из воды, преобразовываясь в пар. При этом часть молекул из-за хаотического движения возвращается в жидкость, остальные уходят дальше, в атмосферу.

Круговорот воды в природе 10416 4.63 4

Испарение на этом не заканчивается, и на поверхность вырываются следующие молекулы (так происходит до тех пор, пока жидкость полностью не улетучивается).

Если речь идёт, например, о круговороте воды в природе, можно наблюдать за процессом конденсации, когда пар, сконцентрировавшись, при определённых условиях возвращается назад. Таким образом, испарение и конденсация в природе тесно связаны между собой, поскольку благодаря им осуществляется постоянный водообмен между землёй, сушей и атмосферой, благодаря чему окружающая среда снабжается огромным количеством полезных веществ.

Стоит заметить, что интенсивность испарения у каждого вещества различна, а потому основными физическими характеристиками, которые влияют на скорость испарения, являются:

Плотность. Чем вещество плотнее, тем ближе молекулы находятся по отношению друг к другу, тем труднее верхним частицам преодолеть силу притяжения других атомов, следовательно, испарение жидкости происходит медленнее. Например, метиловый спирт улетучивается намного быстрее воды (метиловый спирт – 0,79 г/см3, вода – 0,99 г/см3).
Температура. На скорость испарения также влияет теплота испарения. Несмотря на то, что процесс испарения происходит даже при минусовой температуре, чем больше температура вещества, тем выше теплота испарения, значит, тем быстрее двигаются частицы, которые, увеличивая интенсивность испарения, массово покидают жидкость (поэтому кипящая вода испаряется быстрее холодной).Из-за потери быстрых молекул внутренняя энергия жидкости уменьшается, а потому температура вещества во время испарения понижается. Если жидкость в это время будет находиться возле источника тепла или непосредственно нагреваться, её температура снижаться не будет, так же, как и не снизится интенсивность испарения.
Площадь поверхности. Чем большую площадь поверхности занимает жидкость, тем больше молекул с неё улетучивается, тем выше скорость испарения. Например, если влить воду в кувшин с узким горлышком, жидкость будет исчезать очень медленно, поскольку испаряемые частицы начнут оседать на сужающихся стенках и спускаться. В то же время, если налить воду в миску, молекулы будут беспрепятственно уходить с поверхности жидкости, поскольку им будет не на чем конденсироваться, дабы вернуться в воду. . Процесс испарения окажется намного быстрее, если над ёмкостью, в которой находится вода, движется воздух. Чем быстрее он это делает, тем скорость испарения больше. Нельзя не учитывать взаимодействие ветра с испарением и конденсацией.Молекулы воды, поднимаясь с океанической поверхности, частично возвращаются назад, но большая часть высоко в небе конденсируется и образует облака, которые ветер перегоняет на сушу, где капли выпадают в виде дождя и, проникнув в грунт, через какое-то время возвращаются в океан, снабжая растущую в почве растительность влагой и растворёнными минеральными веществами.

Роль в жизни растений

Значение испарения в жизни растительности трудно переоценить, особенно учитывая, что живое растение на восемьдесят процентов состоит из воды. Поэтому если растению не хватает влаги, оно может погибнуть, так как вместе с водой в него не будут поступать также нужные для жизнедеятельности питательные вещества и микроэлементы.

Вода, передвигаясь по растительному организму, переносит и образует внутри него органические вещества, для образования которых растение нуждается в солнечном свете.

А вот тут немаловажная роль отводится испарению, так как солнечные лучи имеют способность чрезвычайно сильно нагревать предметы, а потому способны вызвать гибель растения от перегрева (особенно в жаркие летние дни). Чтобы этого избежать, происходит испарение воды листьями, через которые в это время выделяется много жидкости (например, из кукурузы за сутки испаряется от одного до четырёх стаканов воды).

Это значит, что чем больше в организм растения поступит воды, тем испарение воды листьями будет интенсивнее, растение будет больше охлаждаться и нормально расти. Испарение воды растениями можно ощутить, если во время прогулки в знойный день прикоснуться к зелёным листьям: они обязательно окажутся прохладными.

Связь с человеком

Не менее велика роль испарения в жизнедеятельности человеческого организма: он борется с нагреванием посредством потоотделения. Испарение происходит обычно через кожу, а также через дыхательные пути. Это можно легко заметить во время болезни, когда температура тела поднимается или в период занятий спортом, когда повышается интенсивность испарения.

Если нагрузка невелика, из организма уходит от одного до двух литров жидкости в час, при более интенсивном занятии спортом, особенно когда температура внешней среды превышает 25 градусов, интенсивность испарения увеличивается и с потом может выйти от трёх до шести литров жидкости.

Через кожу и дыхательные пути вода не только покидает организм, но и поступает в него вместе с испарениями окружающей среды (не зря своим пациентам врачи часто прописывают отдых на море). К сожалению, вместе с полезными элементами в него нередко попадают и вредные частицы, среди них – химические вещества, вредные испарения, которые наносят здоровью непоправимый ущерб.

Мертвое море 10416 4.47 9

Одни из них токсичны, другие, вызывают аллергию, третьи – канцерогенны, четвёртые вызывают онкологические и другие не менее опасные заболевания, при этом многие обладают сразу несколькими вредными свойствами. Вредные испарения оказываются в организме в основном через органы дыхания и кожу, после чего, оказавшись внутри, моментально всасываются в кровь и разносятся по всему телу, оказывая токсическое воздействие и вызывая серьёзные заболевания.

В данном случае много зависит от местности, где обитает человек (возле фабрики или завода), помещения, в котором живёт или работает, а также времени пребывания в опасных для здоровья условиях.

Вредные испарения могут попадать в организм из предметов быта, например, линолеума, мебели, окон и пр. Дабы сохранить жизнь и здоровье, таких ситуаций желательно избегать и наилучшим выходом будет покинуть опасную территорию, вплоть до обмена квартиры или работы, а при обустройстве жилища обращайте внимание на сертификаты качества покупаемых материалов.

Читайте также: