§8. Звідки береться пара
Що може дати одна людина іншій, окрім краплини тепла?
І що може бути більше цього?
Еріх Марія Ремарк, німецький письменник
- Назви процеси, які відбуваються під час нагрівання й охолодження речовин.
- Які властивості має рідина?
- Що таке випаровування?
- Які умови впливають на процес випаровування?
Що таке пароутворення.
Більша частина нашої планети вкрита водою. З поверхні водойм вода завжди випаровується. Що відбуватиметься з рідиною, якщо її постійно нагрівати? За певної температури вона закипить, при цьому з поверхні рідини, що кипить, спостерігатиметься інтенсивне випаровування.
Процес переходу речовини з рідкого стану в газуватий має назву пароутворення.
Рідина може перетворюватися на газ двома способами: випаровуванням і кипінням.
Як відбувається випаровування і від чого залежить цей процес.
Випаровування відбувається з поверхні рідин і навіть з поверхні твердих тіл. Розглянь зображення на малюнку 23.
Ти неодноразово спостерігав/-ла, що калюжі на асфальті після дощу швидко висихають. Випрані речі із часом стають сухими. Над гарячими напоями завжди можна спостерігати пару. Після купання у водоймі влітку нам не обов’язково витиратися рушником, тіло швидко висихає. Усе це приклади того, що рідина здатна випаровуватися.
Наведіть приклади випаровування з власних спостережень.
З’ясуємо, як відбувається випаровування. Ти знаєш, що більшість речовин складається з молекул, які постійно рухаються, а також притягаються і відштовхуються одна щодо одної. Ті молекули, які перебувають на поверхні рідини, слабше притягуються сусідніми молекулами, ніж ті, що містяться всередині рідини.
За певних умов молекули, які мають найбільшу теплову енергію, біля поверхні можуть подолати притягання найближчих молекул і покинути рідину – перейти у повітря, утворивши пару цієї рідини.
Процес пароутворення, який відбувається з поверхні рідини, називають випаровуванням.
Цікаво, що навіть з мокрої білизни взимку вода випаровується. Цей факт дає нам можливість зробити висновок, що випаровування відбувається за будь-якої температури.
Поціновувачі гарячого чаю часто переливають його з чашки у блюдце. Як ти гадаєш, для чого вони це роблять?
- Пригадай, чи залежить процес випаровування від площі поверхні. Наведи приклад.
У процесі випаровування рідина охолоджується. Цю властивість використовують у кондиціонерах – приладах для охолодження повітря в приміщеннях.
Чи однаково випаровуються різні речовини? Пригадай, у 5-му класі ви виконували практичну роботу, під час якої досліджували випаровування з поверхні тканини, зволоженої спиртовим розчином і водою. У процесі дослідження ти впевнився/-лася, що спиртовий розчин випаровується швидше, ніж вода.
Отже, випаровування залежить від речовини, що випаровується. Що густіша речовина, то повільніше відбувається випаровування.
Яке значення випаровування у природі.
Випаровування відіграє важливу роль у колообігу води в природі.
- Пригадай, як відбувається колообіг води в природі.
Значну кількість води з поверхні суходолу випаровують рослини. На зворотному боці листків є особливі утвори – продихи. Саме через них молекули води потрапляють з організму рослини в повітря. Завдяки цьому знижується температура листків. Ось чому в затінку дерев завжди відчувається прохолода і свіжість. Якби листки не випаровували воду, рослини могли б засохнути від спеки.
Цікаво. Листки капусти за добу випаровують майже 1 л води, берези – 60 л, а дуба – 50 л.
Надмірне випаровування шкодить самим рослинам. Вони можуть зів’янути й загинути. Тому потрібно час від часу поливати рослини. Що більша поверхня листка рослини, то більше води він випаровує. Зазвичай у вологих місцях рослини мають більші листки. А в рослин, стійких до посухи, листки бувають дрібними, іноді у формі голок. Наприклад, листки кактуса видозмінені до голок. Це допомагає рослині економити воду.
Випаровування залежить не тільки від температури, а й від пори року, часу доби.
Що відбувається під час кипіння води.
Ознайомимось з процесом кипіння під час виконання досліду. Для цього нам потрібно: прозорий електрочайник, 100 мл води кімнатної температури (25 °С) і лабораторний термометр для вимірювання температури води. Вмикаємо чайник, відкриваємо кришку і спостерігаємо за процесом нагрівання і кипіння.
За результатами спостереження можна дати визначення процесу кипіння.
Кипіння – це процес утворення пари з виділенням бульбашок по всій речовині.
Якщо продовжувати нагрівати воду й вимірювати температуру, то можна впевнитись, що температура не змінюватиметься.
Температуру, за якої речовина закипає, називають температурою кипіння.
У різних речовин різна температура кипіння.
Розгляньте таблицю 1 і зверніть увагу на температури кипіння різних речовин.
Таблиця 1
Температура кипіння деяких речовин (за нормального атмосферного тиску)
|
Речовина |
Температура кипіння, °С |
|
Вода |
100 |
|
Водень |
-253 |
|
Залізо |
2750 |
|
Речовина |
Температура кипіння, °С |
|
Молоко |
100 |
|
Олія |
310 |
|
Спирт |
78 |
Дайте відповідь на запитання: у якій ситуації більша ймовірність того, що скляний посуд розколеться, коли в нього налили окріп чи олію, яка щойно закипіла? Відповідь обґрунтуйте.
Ще один фактор, який впливає на температуру кипіння, – це тиск, який чинить на поверхню рідини атмосфера нашої Землі.
Що нижчий тиск, то нижча температура кипіння і навпаки. З підніманням вгору повітря стає менше, отже, і тиск менший. Тож температура кипіння також менша.
Цікаво. На горі Еверест вода закипає при температурі +70 °С.
Коротко про головне
- Рідина може перетворитися на газ двома способами: випаровуванням і кипінням.
- Випаровування – це процес пароутворення, який відбувається з поверхні рідини.
- Інтенсивність випаровування залежить від температури, речовини, площі поверхні, з якої відбувається випаровування, наявності потоку повітря.
- Кипіння – це процес утворення пари з виділенням бульбашок пари цієї рідини по всій речовині.
- Температура кипіння залежить від рідини, атмосферного тиску.
Перевіряємо себе
- 1Чому скошена трава висихає швидше у вітряну погоду, ніж у тиху?
- Де швидше закипить 1 л води: біля підніжжя високої гори чи на вершині? Відповідь поясни.
- Попроси удома налити в одну тарілку пісного супу, в іншу – жирного. Поспостерігай, який з них швидше охолоджується. Поясни.
- Поділися враженнями від уроку, закінчи речення: Своєю роботою на уроці я задоволений/-на тому, що…; Мій настрій на уроці став кращим/гіршим, тому що.; Не зміг/-ла дати відповіді на запитання … .
Прочитайте нструкцію виготовлення кімнатного рідинного термометра. Сфотографуйте свій виріб. Можна зняти відео з користування термометром.