Физика · конспекты ★0
Физика › 8 класс › Изменение агрегатных состояний вещества

Тема 17Испарение и конденсация

★★★
Термины темы — найди их в тексте:ПарообразованиеИспарениеКонденсацияНасыщенный паркипениединамическое (подвижное) равновесиененасыщенныйтемпературысублимация

Лужи высыхают, бельё сохнет, роса исчезает к полудню. Вода никуда не пропадает — она превращается в пар.

Определение

Парообразование — переход вещества из жидкого состояния в газообразное. Бывает двух видов: испарение и кипение. Испарение — парообразование с поверхности жидкости.

Испарение идёт с поверхности, кипение — по всему объёму
Испарение идёт с поверхности, кипение — по всему объёму Иллюстрация: light-fizika.ru
Почему так?

Молекулы жидкости движутся с разными скоростями. Самые быстрые молекулы у поверхности могут преодолеть притяжение соседей и вылететь наружу. Так жидкость понемногу превращается в пар — при любой температуре.

Самые быстрые молекулы покидают жидкость
Самые быстрые молекулы покидают жидкость Иллюстрация: light-fizika.ru

От чего зависит скорость испарения

Что меняемИспарение идёт быстрее, если…
род жидкостипритяжение молекул слабее (эфир, спирт быстрее воды)
площадь поверхностиплощадь больше (блюдце быстрее стакана)
температуражидкость теплее
движение воздухадует ветер — пар уносится
Эфир испаряется быстрее воды. Вода в широкой посуде испаряется быстрееЭфир испаряется быстрее воды. Вода в широкой посуде испаряется быстрее
Эфир испаряется быстрее воды. Вода в широкой посуде испаряется быстрее Иллюстрация: light-fizika.ru
Тёплая вода испаряется быстрее холодной. На ветру вода испаряется быстрееТёплая вода испаряется быстрее холодной. На ветру вода испаряется быстрее
Тёплая вода испаряется быстрее холодной. На ветру вода испаряется быстрее Иллюстрация: light-fizika.ru

Конденсация

Определение

Конденсация — переход вещества из газообразного состояния в жидкое.

Испарение и конденсация идут одновременно: одни молекулы вылетают, другие — возвращаются. В открытом сосуде вылетает больше, чем возвращается, — жидкости становится меньше.

Одни молекулы вылетают из жидкости, другие возвращаются в неёОдни молекулы вылетают из жидкости, другие возвращаются в неё
Одни молекулы вылетают из жидкости, другие возвращаются в неё Иллюстрация: light-fizika.ru

Насыщенный пар

Если сосуд закрыть, скоро число вылетающих молекул сравняется с числом возвращающихся. Наступает динамическое (подвижное) равновесие: масса жидкости и пара перестаёт меняться.

Определение

Насыщенный пар — пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью. Пар, который ещё не достиг равновесия, — ненасыщенный.

Равновесие жидкости и пара. Чем выше температура, тем больше молекул в насыщенном пареРавновесие жидкости и пара. Чем выше температура, тем больше молекул в насыщенном паре
Равновесие жидкости и пара. Чем выше температура, тем больше молекул в насыщенном паре Иллюстрация: light-fizika.ru

Плотность и давление насыщенного пара зависят от температуры (чем теплее, тем их больше), но не от объёма.

Испаряются и твёрдые тела

Мокрое бельё на морозе сначала замерзает, а потом всё равно высыхает: лёд испаряется, минуя жидкое состояние. Это сублимация (возгонка). Кристаллы иода при нагревании сразу превращаются в фиолетовый пар.

Бельё сохнет на морозе. Иод переходит из твёрдого состояния сразу в газБельё сохнет на морозе. Иод переходит из твёрдого состояния сразу в газ
Бельё сохнет на морозе. Иод переходит из твёрдого состояния сразу в газ Иллюстрация: light-fizika.ru
Образ для запоминания

Испарение — «побег самых быстрых»: прорваться наружу удаётся только самым шустрым молекулам у поверхности. Побегу помогают тепло, ветер, широкая поверхность и «лёгкая» жидкость — четыре помощника.

⚗ Мини-опыт

Следите, какие молекулы вылетают из жидкости. Поднимите температуру, включите ветер — как меняется скорость испарения? Закройте сосуд крышкой и дождитесь, пока число вылетающих и возвращающихся молекул сравняется.

▶ Симуляция PhET

На вкладке «Изменения фазы» выберите воду, сделайте её жидкой и чуть подогрейте. Найдите молекулы, которые вылетают из жидкости, и те, что возвращаются обратно.

Агрегатное состояние вещества: основыОткрыть ↗

Симуляция: PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, лицензия CC BY-NC 4.0 (phet.colorado.edu); русский перевод интерфейса.

? Проверь себя

Ответь, не подглядывая в конспект: вспоминать — лучший способ запомнить.

1Какие молекулы вылетают из жидкости при испарении?
Только быстрые молекулы могут преодолеть притяжение соседей.
2Где быстрее испарится одинаковое количество воды?
Чем больше площадь поверхности, тем быстрее испарение.
3Что такое насыщенный пар?
Сколько молекул вылетает, столько и возвращается.

✎ Задачи

А Уровень А по образцу: одна формула, один шаг

  1. Назовите два вида парообразования.

    Ответ

    Испарение и кипение.

    Как получилось?
  2. Почему лужи быстрее высыхают в ветреную погоду?

    Ответ

    Ветер уносит пар, и меньше молекул возвращается обратно в воду.

    Как получилось?
  3. Что быстрее испарится: вода в стакане или такая же вода в блюдце?

    Ответ

    В блюдце — у него больше площадь поверхности.

    Как получилось?
  4. Почему пятно эфира исчезает быстрее, чем пятно воды?

    Ответ

    Молекулы эфира слабее притягиваются друг к другу, и эфир испаряется быстрее.

    Как получилось?
  5. Как называется переход пара в жидкость?

    Ответ

    Конденсация.

    Как получилось?

Б Уровень Б сам: несколько шагов, перевод единиц

  1. Почему бельё высыхает и на морозе?

    Ответ

    Вода в нём замерзает, а лёд испаряется (сублимирует), минуя жидкое состояние.

    Как получилось?
  2. В закрытой банке над водой есть пар. Почему уровень воды со временем перестаёт понижаться?

    Ответ

    Наступает динамическое равновесие: сколько молекул вылетает, столько и возвращается — пар становится насыщенным.

    Как получилось?
  3. Почему запотевают очки, когда с мороза входишь в тёплую комнату?

    Ответ

    Водяной пар тёплого воздуха конденсируется на холодных стёклах.

    Как получилось?

↻ Закрепи

Карточки терминов

Нажми на карточку — она перевернётся. «Знаю» — карточка вернётся на повторение позже (через сутки, неделю, месяц), «Повторить» — скоро снова.

Парообразование
Переход жидкости в пар. Два вида: испарение и кипение.
Испарение
Парообразование с поверхности жидкости при любой температуре.
Конденсация
Переход вещества из газообразного состояния в жидкое.
Насыщенный пар
Пар в равновесии с жидкостью: сколько молекул вылетает, столько возвращается.
Испарение ускоряют
Высокая температура, ветер, большая площадь, «лёгкая» жидкость.
Сублимация
Переход из твёрдого состояния сразу в газообразное (лёд на морозе, иод).

Экспресс-карта

Возьми лист и за 3 минуты нарисуй по памяти карту темы: в центре — тема, ветви — главные идеи, на ветвях — термины. Потом сравни.