Испарение. Насыщенный и ненасыщенный пар.

Урок № Тема: Испарение. Насыщенный и ненасыщенный пар.

Поглощение энергии при испарении жидкости и выделении ее при конденсации пара.

Цель урока: дать понятие парообразования и испарения; раскрыть физическую сущность этих процессов; дать понятие насыщенного и ненасыщенного пара; дать объяснение охлаждению испаряющейся жидкости и выделению энергии при конденсации пара этой жидкости.

Демонстрации:

1. Охлаждение жидкости при испарении.

2. Зависимость скорости испарения от площади свободной поверхности; температуры; движения воздуха.

Ход урока

Проверка домашнего задания

Начало урока можно посвятить короткому комментарию по решению домашних задач. Если по решению задач возникли вопросы, следует при­вести подробные ответы, а затем приступать к объяснению нового мате­риала.

Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1. Физический смысл процесса испарения.

2. От чего зависит скорость испарения?

3. Процесс конденсации.

4. Значение процесса испарения в быту и технике.

1. Физический смысл процесса испарения

Существует два вида перехода вещества из одного агрегатного со­стояния в другое, которые в нашей жизни занимают очень важное место. Это - парообразование и конденсация.

Опр. Явление превращения жидкости в пар называется парообразованием.

Опр. Парообразование, происходящее с поверхности жидкости, называется испарением.

Важно понять физическое содержание этого процесса. От поверхности жидкости могут оторваться только молекулы, имеющие очень большую скорость. Это позволяет им преодолеть силы притяжения с молекулами нижних слоев. Таким образом, жидкость покидают самые «энергетичные» молекулы, а в жидкости остаются молекулы, которые движутся с меньши­ми скоростями. Поэтому при испарении внутренняя энергия жидкости уменьшается.

Молекулы, которые покинули жидкость и ушли в воздух, образуют пар.

Очевидно, что жидкость при испарении в реальной среде не может за­мерзнуть, так как она забирает энергию из этой среды, и скорость испаре­ния при постоянной температуре среды примерно постоянная.

Если испарение жидкости происходит в хакрытом сосуде, то наступает динамическое равновесие между паром и жидкостью

Опр. Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным паром.

Опр. Пар, не находящийся в состоянии равновесии со своей жидкостью, называется ненасыщенным паром.

1. От чего же зависит скорость испарения?

Во-первых, от рода жидкости: там, где сила притяжения между молеку­лами жидкости меньше, скорость испарения выше. Если потереть руку ват­кой, смоченной водой, а затем эфиром, ощущение холода будет больше от действия эфира, ибо он испаряется быстрее, и отбор тепла с поверхности кожи выше.

Во-вторых, от температуры жидкости: чем выше температуры жидкости, тем больше молекул со скоростями, достаточными для ухода с поверхности жидкости в воздух.

В-третьих, от площади свободной поверхности жидкости.

В-четвертых, от наличия ветра над свободной поверхностью жидкости. Отдельные молекулы жидкости, попавшие в воздух, могут упасть обратно в жидкость, но если есть ветер, то он снесет эти молекулы в сторону.

1. Процесс конденсации

Одновременно с испарением происходит переход молекул из пара в жидкость - конденсация. Как правило, конденсация происходит на по­верхности жидкого или твердого тела или требует наличия в газе центров конденсации. Их роль могут играть различные примеси или пылинки.

Конденсация пара сопровождается выделением энергии

Конденсацией пара объясняется образование облаков, выпадение росы.

1. Значение процесса испарения в быту и технике

Говоря о практическом применении явлений испарения и конденса­ции, можно отметить, что быстроиспаряющиеся жидкости нашли примене­ние в работе холодильного оборудования. В жарких странах принято хра­нить воду в глиняных кувшинах: вода в них всегда прохладная, т. к. проис­ходит постоянное ее испарение через стенки сосуда, а так как глина плохо проводит тепло, теплообмен с окружающей средой слаб.

При поездке в поезде летом очень просто получить из теплой воды дос­таточно холодную. Для этого бутылку с водой можно завернуть в сырую марлю и выставить в окно движущегося поезда. Через 15-20 минут вода будет холодной.

Решение качественных задач

1. Если закрыть банку крышкой, то уровень воды в ней не будет по­нижаться. Означает ли это, что крышка «останавливает» испаре­ние воды?

2. Один стакан доверху заполнили горячим чаем, а другой - таким же горячим бульоном. Какая из жидкостей остывает быстрее? Почему?

3. Когда и почему запотевают очки?

Закрепление изученного материала

С целью закрепления материала можно провести беседу - опрос по изу­ченной теме:

1. Почему даже в жаркий день, выйдя из реки после купания, чело­век ощущает холод?

2. Как влияет испарение на температуру жидкости? Приведите при­меры.

3. Почему холодное стекло покрывается тонким слоем влаги, если на него подышать?

4. При какой температуре происходит испарение воды?

5. Почему испарение жидкости происходит при любой температуре?

6. Против каких сил совершают работу молекулы вылетающие из жидкости при испарении?

7. Как можно объяснить, что при одних и тех же условиях одни жидкости испаряются быстрее, другие - медленнее?

8. Какие явления природы объясняются конденсацией пара? Приве­дите примеры.

9. Почему мокрое белье на ветру сохнет быстрее?

Домашнее задание: §16, 17 учебника; вопросы к параграфу. упр. 9.

Желающие ученики могут подготовить к следующему уроку доклады о практическом использовании процесса испарения в быту и технике.