1. Пароутворення

Процес перетворення рідини на пару називається пароутворен­ням.

Якщо пароутворення відбувається з вільної поверхні рідини, воно називається випаровуванням. Випаровування відбувається за будь якої температури: наприклад, вода поступово «звітрюється» з будь якої відкритої посудини.

Від яких же факторів залежить швидкість випаровування? Ви конавши низку дослідів та обговоривши їхні результати з учнями, можна зробити висновок, що швидкість випаровування залежить:

а) від температури рідини;

б) від роду рідини;

в) від площі вільної поверхні рідини;

г) від швидкості видалення пари з поверхні рідини.

Спостереження й досліди показують, що випаровуються й твер ді тіла. Випаровується, наприклад, лід, тому білизна висихає й на морозі. Випаровується нафталін, тому ми відчуваємо його запах. Цей процес називають сублімацією.

Одночасно з випаровуванням відбувається перехід молекул з пари в рідину (конденсація). Зазвичай конденсація відбувається на поверхні рідини або твердого тіла або передбачає наявність у газі цен трівконденсації.Їхню рольвідіграютьрізнідомішкиабопорошинки.

Конденсація пари супроводжується виділенням енергії. Кон денсацією пари пояснюється утворення хмар, випадіння роси.

2. Молекулярна картина випаровування

Серед молекул рідини завжди є молекули, кінетична енергія яких достатня для того, щоб, подолавши притягання інших моле кул, вилетіти з рідини. Саме з цієї причини й відбувається випа ровування. А оскільки рідину залишають найбільш швидкі моле кули, середня кінетична енергія решти молекул зменшується. От чому рідина в процесі випаровування остигає.

3. Кипіння

Учні повинні чітко уявити, що спільного між кипінням і випа ровування і в чому полягає істотна відмінність між цими явищами. Кипіння, як і випаровування, — це пароутворення. Випаровуван ня відбувається з поверхні рідини за будь якої температури й будь якого зовнішнього тиску, а кипіння — це пароутворення в усьому об'ємі рідини за певної для кожної речовини температури, що за лежить від зовнішнього тиску.

^ Кипіння — це інтенсивний перехід рідини в пару, що відбува ється з утворенням бульбашок пари в усьому об'ємі рідини за певної температури.

Температуру, за якої рідина кипить, називають температурою кипіння. Під час кипіння температура рідини не змінюється. Кож на речовина має свою температуру кипіння.

Щоб температура рідини, що випаровується, не змінювалася, до неї необхідно підводити певну кількість теплоти. Для характе ристики енергетичних витрат на випаровування рідин уводиться поняття питомої теплоти пароутворення.

^ Питома теплота пароутворення Ь чисельно дорівнює кількос ті теплоти, необхідної для того, щоб перетворити на пару 1 кг рідини за незмінної температури:

О = Ьш.

Якщо рідину спочатку нагріти до температури кипіння, а потім перетворити на пару, то загальна кількість теплоти дорівнюватиме:

О = єшАґ + Ьш.

4. Насичена й ненасичена пара

Калюжі після дощу на вітру сохнуть швидше, ніж за тієї ж тем ператури в тиху погоду. Це показує, що для випаровування рідини потрібно, щоб утворена пара видалялася.

Якщо процес випаровування відбувається в закритій посудині, то після сплину певного часу кількість рідини в посудині перестає убувати, хоча швидкі молекули продовжують переходити в пару. Це відбувається тому, що одночасно з випаром у посудині відбува ється конденсація.

Якщо рівень рідини не змінюється, це означає, що обидва про цеси протікають з однаковою швидкістю, тобто за кожну секунду рідину залишає в середньому стільки ж молекул, скільки їх пе реходить із пари в рідину. У цьому випадку говорять, що рідина й пара перебувають у динамічній рівновазі.

^ Пару, що перебуває в динамічній рівновазі зі своєю рідиною, на зивають насиченою парою.

Саме така пара міститься над поверхнею рідини в закритій по

судині.

Якщо процес випару протікає швидше, ніж процес конденса ції, говорять, що над рідиною міститься ненасичена пара.

Якщо повітря з посудини з рідиною попередньо відкачали, то над поверхнею рідини міститиметься тільки насичена пара.

Запитання до учнів під час викладу нового матеріалу

1. Чому випаровування рідини відбувається за будь якої темпера тури?

2. Як можна пояснити, що за тих самих умов одні рідини випаро вуються швидше, а інші — повільніше?

3. Які явища природи пояснюються конденсацією пари? Наведіть приклади.

4. Які явища спостерігаються в рідині перед тим, як рідина почи нає кипіти?

5. Звідки беруться в рідині «швидкі» молекули?

6. Чим відрізняється насичена пара від ненасиченої?

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ 1. Учимося розв'язувати задачі

1. Кухоль із водою плаває в каструлі, що стоїть на вогні. Чи заки пить вода в кухлі?

2. Глина й борошняне тісто внаслідок нагрівання не розм'як шуються, а тверднуть. Чому?

3. Чому спостерігати конденсацію пари значно легше, ніж випар рідини?

4. Поясніть: а) подібність між насиченою парою та ідеальним га зом; б) відмінності між ними.

5. Як пояснити, що динамічна рівновага в різних рідин настає за різних температур?