2.1.15 Изменение агрегатных состояний вещества: испарение и конденсация, кипение жидкости

Процесс перехода жидкости в пар может происходить двумя способами - благодаря кипению или же испарению.

В зависимости от некоторых условий, скорость испарения может изменяться. Испарение зависит от:

Эти два взаимообратных процесса являются помощниками круговорота в природе. Сначала жидкость испаряется, а потом возвращается на Землю в виде облаков, дождя и росы.

Испарение позволяет уменьшить температуру того объекта, откуда улетают молекулы. Это происходит благодаря уменьшению энергии, что приводит к замедлению структурных единиц, что в свою очередь влияет на температуру.

Он возможен только в том случае, когда в жидкости имеется газ, проникший в нее с помощью диффузии. При повышении температуры жидкости, пузырьки газа начинают увеличивать. Это можно наблюдать на протяжении всего процесса нагревания и кипения. С повышением температуры и давления, пузырьки начинают всплывать на поверхность благодаря силе Архимеда. Когда попадают на границу раздела сред, они начинают лопаться. Именно этот звук мы слышим, когда жидкость кипит.

Вокруг этих пузырьков находится насыщенный пар, который благодаря кипению, попадает в воздух в момент разрыва шариков воздуха. Температура каждой жидкости индивидуальна. Более того, она меняется в результате изменения давления. При давлении в 1 атм (105 Па), температура кипения воды 100 градусов. При давлении в половину меньшем вода закипит при температуре 80 градусов, если же давление увеличить до 15 атм, то температура кипения жидкости будет равна 200 градусам.

Чтобы жидкость кипела, необходимо постоянная передача тепла. Если температуру жидкости поддерживать в районе 100 градусов при нормальном давлении, то процесс кипения будет продолжаться до тех пор, пока жидкость вся не испариться.

Обратите внимание: Вода в жидком состоянии при нормальных условиях не может нагреться до температуры больше 100 градусов.

До момента кипения, жидкости необходимо передать количество теплоты, которое можно рассчитать по формуле:

Когда жидкость нагрели до температуры 100 градусов, она начинает переходить в пар в результате кипения. Для испарения некоторой массы жидкости необходимо передать ей следующее количество теплоты:

Если количества теплоты недостаточно, то в пар превратиться не вся жидкость.

Этой же формулой можно воспользоваться и для расчета энергии, которую отдает пар во время конденсации. То есть можно сделать вывод, что во время осадков и образования росы температура воздуха увеличивается при отсутствии циклонов.