Что нужно знать
Испарение — это переход вещества из жидкого состояния в газообразное, происходящий с поверхности жидкости при любой температуре. При испарении жидкость охлаждается, так как наиболее быстрые молекулы покидают её поверхность. Скорость испарения зависит от температуры жидкости, площади её поверхности, рода жидкости и движения воздуха над поверхностью. Чем выше температура и больше площадь поверхности, тем быстрее происходит испарение. Конденсация — это переход вещества из газообразного состояния в жидкое; при этом выделяется энергия. Испарение и конденсация являются противоположными процессами. Количество теплоты, необходимое для превращения жидкости в пар без изменения температуры, рассчитывается по формуле Q = L · m, где Q — количество теплоты (Дж), L — удельная теплота парообразования (Дж/кг), m — масса жидкости (кг). Например, мокрая одежда быстрее высыхает на ветру и в тёплую погоду, потому что испарение происходит интенсивнее. Типичная ошибка учеников — считать, что испарение происходит только при температуре кипения, хотя оно возможно при любой температуре.
Тест: 12 вопросов
Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.
1. Что называется испарением?
- Переход вещества из газообразного состояния в жидкое
- Переход вещества из жидкого состояния в газообразное с поверхности жидкости
- Переход вещества из твёрдого состояния в жидкое
- Переход вещества из жидкого состояния в твёрдое
Испарение — это парообразование, происходящее с поверхности жидкости при любой температуре.
2. При какой температуре может происходить испарение жидкости?
- Только при температуре кипения
- Только при температуре выше 100 °C
- При любой температуре жидкости
- Только при температуре ниже 0 °C
Для испарения не требуется достижение температуры кипения. Оно происходит при любой температуре, пока жидкость существует.
3. Как называется переход вещества из газообразного состояния в жидкое?
- Испарение
- Отвердевание
- Плавление
- Конденсация
Конденсация — это переход пара в жидкость. Например, капли воды на холодном стекле образуются в результате конденсации водяного пара.
4. В каких единицах СИ измеряется удельная теплота парообразования?
Удельная теплота парообразования показывает, какое количество теплоты необходимо для превращения 1 кг жидкости в пар при температуре кипения без изменения температуры.
5. Как изменяется скорость испарения жидкости при увеличении площади её свободной поверхности, если остальные условия одинаковы?
- Уменьшается
- Увеличивается
- Становится равной нулю
- Не изменяется
Чем больше площадь поверхности жидкости, тем больше молекул может покинуть её за одно и то же время.
6. Почему мокрая одежда быстрее высыхает на ветру?
- Ветер превращает воду в лёд
- Ветер увеличивает массу воды в одежде
- Ветер ускоряет удаление водяного пара от поверхности одежды
- Ветер повышает температуру кипения воды
Движение воздуха уносит водяной пар от поверхности ткани, поэтому испарение происходит быстрее.
7. Что происходит с температурой жидкости при её испарении, если тепло извне не поступает?
- Температура сначала повышается, затем становится постоянной
- Температура не изменяется
- Температура повышается
- Температура понижается
При испарении наиболее быстрые молекулы покидают жидкость, поэтому средняя кинетическая энергия оставшихся молекул уменьшается и жидкость охлаждается.
8. Какое количество теплоты необходимо для полного превращения 2 кг воды в пар при температуре кипения? Удельная теплота парообразования воды L = 2 300 000 Дж/кг.
- 4 600 000 Дж
- 1 150 000 Дж
- 6 900 000 Дж
- 2 300 000 Дж
Используем формулу Q = L · m. Q = 2 300 000 · 2 = 4 600 000 Дж.
9. Какое количество теплоты выделится при конденсации 0,5 кг водяного пара при температуре кипения? Удельная теплота парообразования воды L = 2 300 000 Дж/кг.
- 4 600 000 Дж
- 1 150 000 Дж
- 2 300 000 Дж
- 575 000 Дж
При конденсации выделяется количество теплоты Q = L · m. Q = 2 300 000 · 0,5 = 1 150 000 Дж.
10. Какую массу воды можно превратить в пар при температуре кипения, затратив 4 600 000 Дж теплоты? Удельная теплота парообразования воды L = 2 300 000 Дж/кг.
Из формулы Q = L · m получаем m = Q / L. m = 4 600 000 / 2 300 000 = 2 кг.
11. Почему на холодной поверхности стакана с ледяной водой появляются капли?
- Стекло выделяет воду при охлаждении
- Вода из стакана проходит сквозь его стенки
- Вода из воздуха замерзает непосредственно на стакане
- Водяной пар из воздуха охлаждается и конденсируется на поверхности стакана
При соприкосновении с холодной поверхностью водяной пар охлаждается и превращается в жидкие капли. Это явление называется конденсацией.
12. Сколько теплоты необходимо для превращения 300 г воды в пар при температуре кипения? Удельная теплота парообразования воды L = 2 300 000 Дж/кг.
- 690 000 Дж
- 6 900 000 Дж
- 230 000 Дж
- 69 000 Дж
Переведём массу в килограммы: 300 г = 0,3 кг. Используем формулу Q = L · m = 2 300 000 · 0,3 = 690 000 Дж.