Почему зябко выходить из воды

Почему зябко выходить из воды §30
§30. Почему зябко выходить из воды
Объясняя испарение, Аня сказала: «Частицы воздуха находятся в жидкости. При нагре
вании происходит их испарение» (рис. а).
Боря возразил: «Я думаю, что при испарении из воды должны вылетать частицы во
ды, а не воздуха. Испарение – это переход из жидкости в пар» (рис. б)
Валентин высказал свою версию: «Мне кажется, что при испарении выходят и частицы
воздуха, и частицы воды. Я уверен, что воздух в воде есть, потому что на стенках посуды,
в которую наливают воду, через некоторое время выступают пузырьки» (см. рис. в).
Воздух
Жидкость
Рис. а
Воздух
Жидкость
Рис. б
Жидкость
Рис. в
Как вы думаете, кто из ребят точнее объяснил процесс испарения?
Мы знаем, что при кипении воды подводимое тепло идет на разрыв связей между мо
лекулами. Требуется ли тепло для испарения воды при комнатной температуре? Меня
ется ли температура воды при испарении?
С помощью взрослых проведите домашний опыт. Возьмите две примерно одинаковых
кастрюли, одну наполните горячей водой изпод крана, а другую – кипятком из чайника.
Обе кастрюли поставьте на одинаковый очень маленький огонь. Предположите, что бу
дет происходить с температурой и массой воды в обеих кастрюлях. Проверьте свои
предположения на опыте и запишите результаты. Постройте графики зависимости
температуры воды от времени.
Если поставить небольшой сосуд с водой на горелку, через некоторое время вода за
кипит и будет кипеть до тех пор, пока вся не превратится в пар. Поставим большой со
суд с водой на маленькую спиртовку. Может оказаться, что, достигнув определенной ве
личины, температура воды перестает повышаться и кипения достичь не удается. При
этом количество воды постепенно уменьшается, вода испаряется.
Когда вода кипит, подводимое к ней тепло расходуется на разрыв связей между моле
кулами. На что расходуется подводимое к воде тепло, если ее температура сохраняется
постоянной?
Будет ли испаряться вода, если перестать подводить к ней тепло?
55
§30 Почему зябко выходить из воды
При ответе на этот вопрос в классе мнения разделились. Борис считал, что не будет,
потому что негде будет взять энергию на разрыв связей, если эта энергия не поступает
извне. А Валентин возражал ему, приводя опытные факты. Лужи исчезают, хотя их ник
то не обогревает. Очень быстро испаряется пролитый спирт, а ацетон и эфир быстро ис
паряются, если мы просто не закроем бутылку, в которой они находятся.
С Валентином согласились Аня с Галей, но осталось непонятно, если не за счет под
вода тепла, то откуда берется энергия на разрыв связей?
Валентин: Может эта энергия у молекул есть? Может, это даже кинетическая энергия
молекул?
Учитель: Если кинетическая энергия молекул идет на разрыв связей, то она должна
уменьшиться, иначе нарушается закон сохранения энергии. Можем ли мы както узнать,
меняется кинетическая энергия при испарении или нет?
Галя: Если кинетическая энергия уменьшается, то уменьшается температура жидкос
ти. Когда выходишь из воды – из ванны, бассейна, речки, то ощущаешь холод, пока не
вытрешь тело полотенцем.
Валентин: И когда врачи протирают кожу спиртом, то тоже ощущается холод.
Учитель: На ощущения опираться нельзя. Есть очень известный эксперимент, когда
руки держат одну в горячей, другую в холодной воде, а затем обе опускают в теплую. Та
рука, которая была в горячей, ощущает холод, а та, которая была в холодной, ощущает
тепло. Надо пользоваться приборами для измерения величин. Возьмем три одинаковых
термометра. Один из них обернем ваткой, смоченной в спирте, другой – ваткой с водой.
`
Мы увидим, что сухой термометр показывает большую
температуру, чем два других тер
мометра. И при испарении спирта, и при испарении воды температура уменьшилась, – на
разное количество градусов, но уменьшилась.
Как вы объясните это явление?
Галя: Я думаю, что жидкость покинули самые быстрые молекулы. В жидкости оста
ются медленные молекулы. А чем меньше скорость молекул, тем меньше температура.
Валя: Температура – это мера средней кинетической энергии молекул. Если вылета
ют быстрые, то средняя кинетическая энергия тех молекул, которые остались в жидкос
ти станет меньше.
Если вылетают быстрые частицы
Если вылетают любые частицы
Температура жидкости
уменьшается
Температура жидкости
не меняется
Учитель: Итак, мы выяснили: чтобы объяснить охлаждение
жидкости при испарении, необходимо предположить, что
жидкость покидают быстрые частицы. Остается непонятным,
почему это так. Что мешает медленным частицам вылететь?
В результате обсуждения этого вопроса в классе появился
рисунок. Поясните, что на нем изображено и какое это отноше
ние имеет к названию параграфа.
Больше узнать о закономерностях испарения и ки
пения можно с помощью лабораторных работ «Исследование зависимос
ти скорости испарения от температуры» и «Исследование зависимости
скорости испарения от площади поверхности».
56