Процес конденсації

Процес пароутворення

У природі, техніці і побуті ми часто спостерігаємо перетво­рення рідких і твердих речовин у газоподібний стан. В ясний літній день швидко висихають мокра білизна, калюжі, які залишилися після дощу. З часом зменшуючись, зникають шмат­ки сухого льоду, зменшуються розміри шматочків нафталіну, яким пересипають вовняні речі тощо. У всіх цих випадках спо­стерігається процес перетворення речовин у газоподібний стан — у пару.

Пароутворення відбувається двома способами — випарову­ванням і кипінням. Розглянемо спочатку випаровування, яке можна визначити як пароутворення, що відбувається лише з поверхні рідини.

Цей процес відбувається за будь-якої температури, що легко пояснюється молекулярно-кінетичною теорією. Моле­кули рідини, як і газу, мають різні швидкості. Деякі з них мають достатню кінетичну енергію для того, щоб відірватися від поверхні і вийти із сфери дії молекулярних сил. Тому над рідиною завжди є її вільні молекули, які утворюють пару.

Оскільки відриваються і вилітають з рідини найшвидкіші молекули, середня кінетична енергія молекул, які залишилися, зменшується. Внаслідок цього рідина під час випаровування охолоджується. Це явище використовують у техніці, зокрема побутовій. Так, шафа електричного холодильника охолод­жується завдяки тому, що рідина, яка випаровується в холодильному агрегаті, поглинає енергію з навколишнього середовища. Щоб температура рідини у процесі випаровуван­ня залишалася сталою (тобто щоб не змінювалася її внутрішня енергія), треба безперервно підводити до неї енергію, яка дорівнює роботі, виконуваній проти сил зчеплення молекул і проти сили зовнішнього тиску.

У результаті хаотичного руху над поверхнею рідини моле­кули пари можуть повертатися в неї. Цей процес називають конденсацією пари. З наближенням до поверхні рідини сили притягання прискорюють молекулу, надаючи їй додаткової кінетичної енергії, такої, яку затрачено на подолання цих сил, і, повернувшись, молекула має таку саму кінетичну енер­гію, яку мала під час випаровування. Тому в процесі конденса­ції пари виділяється стільки ж енергії, скільки було затра­чено на її утворення.

Якщо рідина перебуває у відкритій посудині, то випаровування її відбувається доти, поки вся вона не перетвориться в пару. З курсу фізики 8-го класу і повсякденного життя ви знаєте, що швидкість випаровування тим більша, чим вища температура рідини, чим більша її поверхня, чим швидше видаляється пара, яка утворилася над поверхнею, і чим менший зовнішній тиск.

Швидкість випаровування залежить також
від природи речовини, яка випаровується. Так, ефір випаровується швидше за воду, а вода — швидше за олію, що пояснюється різними силами взаємодії між молекулами цих тіл.

Дата добавления: 2015-05-23