Процесс испарения воды: Испарение воды листьями (транспирация) — урок. Биология, 6 класс.

просто и понятно о сути в физике

Определение

Испарением в физике (впрочем, и не только в ней) называют фазовый переход любой жидкости в парообразное или газообразное состояние. Простейший пример, с которым сталкивается каждый человек – испарение воды, когда мы ее сильно нагреваем, к примеру, делая себе чай, из нее идет пар. Пар этот и есть та самая вода, которая из жидкого состояния перешла в парообразное. Особенности процесса испарения разных жидкостей хорошо изучены физиками, а само испарение широко применяется в промышленности и в быту, встречается также и в природе.

Определение

Классическое определение звучит так: испарение – это переход из жидкости в газ. При этом это термодинамический процесс, то есть такой, который происходит под воздействием температурных колебаний. Именно вследствие испарения количество любой жидкости в любой незакрытой емкости будет постепенно уменьшаться.

Какие же причины испарения? Физика объясняет это явление разницей температур на грани фазового перехода: жидкость обычно несколько холоднее окружающего воздуха. Если нет каких-то внешних влияний, испарение жидкостей происходит крайне медленно. Молекулы покидают жидкость вследствие диффузии, они переходят через полупроницаемую для жидкостей, но непроницаемую для газовых веществ поверхность раздела фаз массового потока.

Важно знать, что испарение всегда происходит только с поверхности жидкости, в этом основное отличие испарения от других форм парообразования. Атомы и молекулы испаряются не все сразу, а небольшими слоями, постепенно. Но, разумеется, со временем они могут испариться полностью.

Еще одной интересной особенностью испарения является тот факт, что оно может иметь разную направленность тепловых потоков. Они могут идти:

• из глубины жидкости к поверхности, а затем в воздух,
• только из жидкости к поверхности,
• к поверхности из воды и газовой среды одновременно,
• к площади поверхности только от воздуха.

Направленность тепловых потоков при испарении зависит от характера жидкости, температуры окружающего воздуха и фазового раздела. Эти три величины и их соотношение формируют формулу испарения.

Испарение на молекулярном уровне

В жидкостях молекулы, хотя и расположены близко друг к другу, тем не менее, они не имеют твердой связи между собой, как в твердых телах. Поэтому они находятся в непрерывном движении, в ходе которого часто сталкиваются друг с другом, меняют свое направление и скорость своего движения. Часть молекул, которые оказались близко к поверхности могут и вовсе покинуть жидкость, если проникнут через зону фазового перехода. И тогда произойдет испарение. Как видите, обязательным условием для этого физического процесса является непрерывное движение молекул в жидкости. Если движущаяся молекула обладает достаточной кинетической энергией и скоростью, то она может преодолеть притяжение соседних частиц и вылететь на поверхность.

Почему же испарение усиливается при нагревании жидкости? При нагревании движение молекул в воде, или другой жидкости заметно ускоряется, и все больше молекул начинают гонять аки «Шумахеры», в результате вылетая на поверхность.

При этом в какой-то момент может произойти такое явление как «испарительное охлаждение жидкости», когда нагретую жидкость уже покинули все самые быстрые молекулы и происходит снижении температуры самой жидкости. В частности это явление объясняет, почему человеку, даже облитому теплой водой постепенно будет становиться холодно – все быстрые молекулы этой теплой воды испарятся, а оставшаяся вода быстро охладится без своих «молекул-гонщиков».

Кипение гейзеров, отличный пример испарения в природе.

Испарение и кипение: в чем отличие?

В начале статьи мы писали, что испарение особенно заметно при кипении воды, когда мы, к примеру, делаем себе чай. На самом деле испарение может происходить и без кипения, просто тогда оно не будет для нас заметно. Например, вода в речке или озере непрерывно испаряется, хотя мы этого и не замечаем. Что же касается кипения, то оно является, по сути, катализированным испарением, когда сам процесс становится заметным невооруженным глазом и во много раз ускоренным.

Но кипение происходит только при определенных температурах, причем в разных жидкостях разные температуры кипения (например, у воды температура кипения 100 °C), в то же время испарение происходит всегда, независимо от температуры жидкости. В этом и заключается их отличие.

Факторы, влияющие на скорость испарения

Учеными выделены такие основные факторы, которые имеют влияние на скорость испарения:

• Химические и физические свойства жидкости, характер связей между молекулами, плотность вещества. Чем ближе друг к другу расположены молекулы жидкости, тем им труднее набрать нужную скорость, чтобы вылететь и тем ниже скорость испарения, и тем больше температура кипения. К слову спирты и алкоголь улетучиваются гораздо быстрее, нежели просто вода.
• Температура. В отличии от явления кипения, испарение жидкости может происходить даже при минусовых температурах жидкости. Но все равно при понижении температуры скорость движения частиц уменьшается, и как следствие уменьшается скорость испарения.
• Размер поверхности. Тут все просто, чем больше площадь испарения, то есть площадь соприкосновения жидкости с воздухом, тем большей будет скорость испарения.
• Скорость ветра также может влиять на скорость испарения в природных условиях, так как быстрое движение воздуха «сдувает» молекулы с поверхности, увеличивая их скорость и кинетическую энергию.
• Атмосферное давление, чем оно ниже, тем быстрее испаряется любая жидкость.

Роль испарения

И испарение, и кипение распространенные физические явления в нашей жизни. Мы постоянно сталкиваемся с ними в нашем быту, испарение активно используется в промышленности и природных условиях, как именно, читайте далее.

Испарение в организме человека, в животных и растениях

Испарение играет важную роль процессе саморегуляции температуры тела человека, как впрочем, и почти всех млекопитающих. Так как чрезмерный перегрев тела вредный, а порой и смертельный (так при температуре тела более 42,2 °C в крови человека происходит свертывание белка, что приводит к смерти) организм имеет защитный механизм для предотвращения перегрева – потоотделение. Например, когда мы болеем и имеем высокую температуру, а потом она падает, мы обильно потеем. Также мы потеем при тяжелом физическом труде, при перегреве на Солнце. Пот выделяется через поры кожи, а затем испаряется, все это позволяет нашему организму быстро избавиться от лишней энергии, охладить тело и нормализировать температуру.

Аналогично это работает и у животных, а некоторые порой даже стремятся ускорить процесс испарения. Так, например собаки для этой цели в жаркую погоду открывают рот и высовывают язык. Именно гортань и язык собаки наиболее подходят для испарения влаги и охлаждения тела животного.

Что же касается растений, то и они обладают схожим механизмом. Во избежание перегрева на Солнце они запускают процесс испарения ранее поглощенной воды, таким образом, охлаждаясь. Именно поэтому очень важно в жаркую погоду усиленно поливать культурные растения, предотвращая их выгорание или засыхание, ведь в такие дни влага особенно нужна растениями не только для питания, но и для охлаждения.

Испарение в природе и окружающей среде

Роль испарения в природе просто огромна, так как без этого физического явления была бы невозможна сама Жизнь на нашей планете. Именно испарение лежит в основе естественного круговорота воды, который обеспечивает экосистему Земли необходимыми питательными элементами и разносит жизненно важную влагу по всему миру. Испарение воды с поверхности рек, озер, морей и океанов создает дождевые тучи, которые затем, проливаясь дождем, питают растения и деревья.

Именно благодаря испарению на Земле идут дожди, а о том, как они важны и как трудно без них приходится порой, спросите об этом жителей Северной Африки или Центральной Индии, которые часто страдают от засухи.

Испарение в промышленности и быту

Вот лишь несколько примеров использования испарения в промышленности.

• Испарения применятся при создании охладителей для двигателей и ядерных реакторов.
• При сушке различных вещей: от одежды до промышленного сырья.
• При кондиционировании и очищении воздуха.
• При очистке разных веществ на молекулярном уровне.
• Во время готовке на пару в кулинарии.
• При охлаждении воды.

Промышленная техника, работающая на основе процессов испарения, конструируется по одному и тому же принципу: в ней всегда максимально увеличена площадь поверхности жидкости, чем обеспечивается наиболее оптимальный теплообмен с газовой средой.

Видео

И в завершение образовательное видео по теме нашей статьи.

Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка

При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.

Страница про автора

Эта статья доступна на английском языке – Evaporation: Definitions, Causes and Examples.

Испарение. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение ее при конденсации пара 8 класс онлайн-подготовка на

Виды переходов из одного агрегатного состояния в другое

На этом уроке мы рассмотрим вопрос, связанный с испарением, а также с поглощением энергии при испарении жидкости и с выделением энергии при конденсации пара.

На предыдущих уроках мы рассматривали различные процессы и, в частности, говорили о плавлении, о нагревании тел, об отвердевании или кристаллизации тел.

Сегодня мы рассмотрим процессы, при которых образуется пар (разновидность газа) или газ.

Давайте вспомним схему, по которой происходят различные процессы превращения агрегатных состояний (рис. 1).

Рис. 1.

Парообразование может происходить двумя способами: кипение и испарение. Как правило, указывают первый способ – кипение.

На сегодняшнем уроке мы подробно рассмотрим второй способ парообразования: испарение.

Испарение

Определение

Испарение – это превращение или переход жидкости в газ (пар) со свободной поверхности жидкости. То есть тогда, когда поверхность жидкости открыта и с поверхности начинается переход вещества из жидкого состояния в газообразное.

Вспомним, для начала, схему, на которой представлена картина превращений одного состояния вещества в другое состояние.

Таблица, в которой описаны названия процессов переходов между агрегатными состояниями вещества, выглядит следующим образом:

Процесс испарения происходит не мгновенно, поэтому мы говорим, что испарение – процесс непрерывный и, соответственно, испарение жидкости происходит в течение некоторого времени.

Как происходит испарение?

Рассмотрим поверхность жидкости. Мы знаем, что жидкость состоит из атомов и молекул, которые находятся в непрерывном движении. Соответственно, может найтись такая частица данного вещества, у которой скорость (а, соответственно, и энергия) будет достаточно велика для того, чтобы преодолеть притяжение своих соседей и покинуть жидкость, то есть перейти в газообразное состояние. Поэтому говорят, что испарение происходит со свободной поверхности.

Факторы, влияющие на скорость испарения

Рассмотрим факторы, которые влияют на испарение (в частности, его скорость).

1. Строение вещества

В первую очередь испарение связано со строением самого вещества. Можно привести следующий пример: возьмём две бумажные салфетки, смочим одну салфетку водой, а другую – эфиром. Можно заметить, что та салфетка, которая смочена эфиром, высохнет гораздо быстрее. Это объясняется тем, что сила взаимодействия между молекулами эфира гораздо меньше, чем сила взаимодействия между молекулами воды. И поэтому испарение происходит у эфира быстрее.

2. Площадь поверхности

Площадь свободной поверхности жидкости играет очень важную роль: если площадь поверхности достаточно большая, то количество частиц, покидающих жидкость, будет, конечно же, больше, и в этом случае испарение будет происходить быстрее. Можно привести такой пример: если в блюдце налить воду и такое же количество воды налить в стакан, то из блюдца испарение будет происходить гораздо быстрее (рис. 2-3). Другой пример: все знают, что бельё, перед тем как его повесить сушиться, встряхивают и расправляют. В этом случае площадь белья увеличивается, соответственно, площадь испарения также увеличивается, и сам процесс испарения происходит быстрее.

3. Температура

Ещё одно явление, которое влияет на испарение, – это изменение температуры. Чем температура выше, тем быстрее происходит испарение. То есть, нагревая тело, мы можем увеличивать скорость процесса испарения, ускорять его, или, наоборот, если мы будем понижать температуру, то процесс испарения будет замедляться. Объясняется это тем, что с увеличением температуры возрастает скорость движения частиц. А раз скорость движения возрастает, то большее количество частиц может покинуть жидкость и перейти в газообразное состояние.

Поскольку движение частиц происходит непрерывно, то процесс испарения также непрерывен. Поскольку при любой температуре движение частиц не прекращается, то и испарение может происходить практически при любой температуре. Поэтому испарение происходит даже при низкой температуре. Например, лужи на улице высыхают не только летом, когда жарко, но и осенью, когда холодно (рис. 4). Отличается лишь скорость высыхания луж.

Рис. 4. (Источник)

Возникает вопрос: что можно сказать об энергии жидкости при испарении? Так как жидкость покидают наиболее быстрые частицы, то они обладают большей кинетической энергией. Следовательно, в целом энергия испаряющейся жидкости уменьшается. Пояснить это можно на следующем примере: возьмём несколько человек, построим их в ряд и измерим их средний рост. Затем из этого строя уберём самых высоких и снова измерим средний рост. В результате, вполне логично, получится меньшее значение. То же самое происходит и с энергией. Каждый раз частицы с наибольшей энергией уходят из жидкости, и внутренняя энергия жидкости уменьшается.

Однако в жизни это охлаждение мы замечаем крайне редко. С чем же это связано? Это происходит из-за того, что жидкость сообщается с окружающими телами, в первую очередь, конечно, с воздухом, и поэтому, охлаждаясь, одновременно получает энергию из окружающих тел, то есть из воздуха. В результате этого «теплообмена» температура поддерживается на одном уровне. А испарение происходит с приблизительно одинаковой интенсивностью.

4. Ветер

Следующий фактор, который влияет на испарение, – это наличие ветра. Представьте себе, что над поверхностью жидкости образуется газ. Процесс испарения, как мы выяснили, продолжается непрерывно. Но точно так же будет происходить процесс возвращения молекул обратно в жидкость. Если же дует ветер, то он уносит молекулы, которые перешли из жидкости в газ, и не даёт им вернуться обратно в жидкость. В этом случае процесс испарения ускоряется, то есть скорость испарения возрастает.

Очень важно заметить и то, что в быту часто встречается так называемое испарение в закрытых сосудах. К примеру, если взять кастрюлю, в которой находится вода, то на поверхности крышки с внутренней стороны образуются капельки воды. То есть, поскольку внутри кастрюли ветра нет, то процесс испарения и возвращения молекул обратно в жидкость в данном случае выравнивается. Вот такое состояние называют динамическим равновесием.

Динамическое равновесие, насыщенный и ненасыщенный пар

Определение

Динамическое равновесие – это состояние системы «пар – жидкость», при которой количество молекул, вышедших из жидкости (перешедших в пар), равно количеству молекул, которое вернулось из пара обратно в жидкость.

Если же преобладает испарение над возвращением частиц обратно в жидкость, то такой пар, который находится над жидкостью, называется ненасыщенным.

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называют насыщенным.

При динамическом равновесии общая масса системы «пар – жидкость» не меняется: количество молекул, которые «вылетели» с поверхности жидкости, равно количеству молекул, которые «вернулись». Поэтому в целом масса всей системы «пар – жидкость» не изменяется.

Конденсация

Кроме испарения существует и обратный ему процесс, который называется конденсацией (от латинского – «сгущаю»).

То есть, конденсация – это процесс перехода пара (газа) в жидкость. Этот процесс происходит всегда с выделением количества теплоты (так как внутренняя энергия вещества уменьшается). То есть температура окружающих тел будет повышаться (жидкость передаёт избыточную энергию окружающим телам).

Конденсация происходит так же непрерывно, как и испарение. Точнее, можно сказать, что эти два процесса происходят одновременно, непрерывно.

Подтверждением этого, например, является образование облаков, ведь облака – это сконденсированная жидкость. Выпадение росы или, например, дождь, который идёт, – это всё процессы, которые связаны с конденсацией.

Испарение твёрдых тел

Отметим, что существует испарение не только с поверхности жидкостей, но и твёрдых тел. Для этого существует наглядный пример: если зимой мокрое бельё повесить на улице, то оно замёрзнет, то есть покроется коркой льда. Но, через некоторое время выяснится, что бельё сухое, то есть вода, даже в твёрдом состоянии, куда-то исчезла. Это и есть процесс испарения твёрдого тела, в данном случае льда. Встречаются испарения и других веществ, например, нафталина. Запах нафталина, который мы чувствуем, говорит о том, что нафталин также способен к испарению.

На следующем уроке мы рассмотрим вопросы, связанные с другим процессом перехода из жидкого состояния в газообразное – парообразованием.

Список литературы

1. Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. – М.: Мнемозина.
2. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» (Источник)
2. Сайт учителя информатики (Источник)
3. Продленка (Источник)

Домашнее задание

1. П. 16, вопросы 1–8, упр. 9 (1–7). Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
2. При какой температуре происходит испарение воды?
3. Почему мокрое бельё на ветру сохнет быстрее?
4. Почему жидкость при испарении охлаждается?

Evapotranspiration и водяной цикл

• Дом школы водной науки • Цикл водного цикла •

Компоненты водного цикла »Атмосфера · Конденсация · · Evapotranspiration · · . ·  Поток подземных вод ·   Запасы подземных вод ·   Лед и снег ·   Инфильтрация ·   Океаны 9Осадки

Эвапо- для испарения   

-транспирация для транспирации  

Эвапотранспирация – это сумма всех процессов, посредством которых вода перемещается с поверхности земли в атмосферу посредством испарения и транспирации. Эвапотранспирация включает испарение воды в атмосферу с поверхности почвы, испарение с капиллярной поверхности грунтовых вод и испарение из водоемов на суше. Эвапотранспирация также включает транспирацию, которая представляет собой движение воды из почвы в атмосферу через растения. Транспирация происходит, когда растения поглощают жидкую воду из почвы и выделяют водяной пар в воздух из своих листьев.

Чтобы понять эвапотранспирацию, давайте более подробно рассмотрим, что такое транспирация.

Источники/использование: общественное достояние. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

Ученые называют комбинацию испарения и транспирации эвапотранспирацией, сокращенно ET.

Что такое транспирация?

Выделение водяного пара (газа) из листьев растений.

Транспирация состоит из трех основных этапов

1. Корни поглощают воду из почвы

2. Вода перемещается по тканям растений, выполняя важные метаболические и физиологические функции в растении 

3. Листья выделяют водяной пар в воздух через устьица

Сколько воды выделяют растения?

Источники/использование: общественное достояние. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

После того, как пластиковый пакет обернут вокруг части растения, внутренняя часть пакета становится туманной из-за испарившегося водяного пара.

Фото: Ming Kei College

Транспирация растений — почти невидимый процесс. Поскольку вода испаряется с поверхности листьев, вы не можете просто выйти и увидеть, как листья «дышат». Однако то, что вы не видите воду, не означает, что она не поднимается в воздух. Один из способов визуализировать транспирацию — надеть полиэтиленовый пакет на листья растений. Как видно из этого рисунка, испарившаяся вода будет конденсироваться внутри пакета (на этом фото показано испарение через 1 час). В течение вегетационного периода лист испаряет во много раз больше воды, чем его собственный вес. Акр кукурузы выделяет около 3 000–4 000 галлонов (11 400–15 100 литров) воды каждый день, а большой дуб может выделять 40 000 галлонов (151 000 литров) в год.

Так как водяной пар также испаряется из почвы, мы бы увидели еще больше водяного пара, если бы обернули почву полиэтиленовым пакетом.

Что влияет на транспирацию?

Растения пускают корни в почву, чтобы втягивать воду и питательные вещества в свои стебли и листья. Часть этой воды возвращается в воздух в результате транспирации. Интенсивность испарения сильно различается в зависимости от погоды и других условий, например  

• Тип растения : Растения испаряют воду с разной скоростью. Некоторые растения, произрастающие в засушливых регионах, такие как кактусы и суккуленты, сохраняют драгоценную воду, выделяя меньше воды, чем другие растения.

• Тип почвы и насыщенность : Частицы глины мелкие (менее 0,002 мм), удерживающие воду, в то время как крупные частицы песка (0,05-2 мм) легко выделяют воду (подумайте о том, как вода быстро исчезает в песке на пляже). ). При недостатке влаги растения могут начать стареть (преждевременное старение, которое может привести к потере листьев) и выделять меньше воды.

• Наличие и интенсивность солнечного света

• Осадки : В засушливые периоды транспирация может способствовать потере влаги в верхней части почвы, что может повлиять на растительность и поля продовольственных культур.

• Влажность : По мере повышения относительной влажности воздуха, окружающего растение, уровень транспирации падает. Вода легче испаряется в более сухой воздух, чем в более насыщенный воздух.

• Температура : Интенсивность транспирации увеличивается с повышением температуры, особенно в вегетационный период, когда воздух теплее из-за более яркого солнечного света и более теплых воздушных масс. Более высокие температуры заставляют растительные клетки, которые контролируют отверстия (устьица), через которые вода выбрасывается в атмосферу, открываться, тогда как более низкие температуры заставляют отверстия закрываться.

• Ветер и движение воздуха : Увеличенное движение воздуха вокруг растения приведет к увеличению интенсивности транспирации. Ветер будет перемещать воздух, в результате чего более насыщенный воздух вблизи листа заменяется более сухим.

• Земельный уклон

Как транспирация влияет на грунтовые воды?

Источники/использование: общественное достояние.

Во многих местах корни растений находятся в верхнем слое почвы над уровнем грунтовых вод. Верхний слой почвы часто влажный до некоторой степени, но не полностью. Почва ниже уровня грунтовых вод очень влажная.

Верхний слой почвы намокает во время дождя (разновидность осадков), но если осадков больше нет, почва высыхает. Следовательно, растения зависят от воды, поставляемой осадками, поскольку уровень грунтовых вод обычно ниже глубины корней растений.

Как показано на этой диаграмме, в местах, где уровень грунтовых вод находится близко к поверхности земли, например, рядом с озерами и океанами, корни растений могут проникать в зону насыщения ниже уровня грунтовых вод, позволяя растениям испарять воду непосредственно из грунтовых вод. система. Здесь транспирация грунтовых вод обычно приводит к понижению уровня грунтовых вод, подобно эффекту насосной скважины (конус депрессии — пунктирная линия вокруг корней растений на диаграмме).

 Источники и дополнительная информация

• Эвапотранспирация и засухи, Геологическая служба США, Программа исследования глобальных изменений США

Что такое испарение воды? Процесс и превосходные примеры испарения

Обычно испарение представляет собой процесс, при котором жидкие вещества в условиях высокой температуры улетучиваются в виде молекул газа. Аналогичным образом, испарение воды представляет собой процесс, при котором молекулы воды при высоких температурах меняют фазу из жидкой в ​​газообразную (где она улетучивается в виде газообразных молекул воды или капель).

Испарение воды происходит потому, что при высокой температуре молекулы воды быстро колеблются, что приводит к тому, что некоторые молекулы получают достаточно энергии, чтобы покинуть решетчатую сеть молекул воды. Из этого следует, что хаотичность молекул возрастает от твердого состояния к жидкому состоянию, при этом газообразная форма является наиболее хаотичной из всех состояний.

Таким образом, при испарении воды молекулы воды свободно перемещаются, что проявляется в дыме, подобно движению видимой испаряющейся воды.

Скорость испарения увеличивается с увеличением интенсивности солнечного света, температуры, скорости ветра, влажности почвы и растительного покрова. Скорость снижается по мере увеличения влажности воздуха. Скорость испарения на Земле колеблется от почти нуля на полярных ледяных шапках до 4 м (приблизительно 13 футов) в год над Гольфстримом.

Средняя скорость составляет около 1 м (приблизительно 3,3 фута) в год. Учитывая эту скорость, можно прогнозировать, что испарение понизило бы уровень моря примерно на 1 м в год, если бы вода не пополнялась за счет осадков и стока.

Испарение воды происходит в круговороте воды на Земле, когда энергия солнца заставляет воду нагреваться и испаряться с поверхности земли. Обычно в атмосферу поднимается вода, которая конденсируется, образуя облака, и выпадает обратно на землю в виде осадков.

Ежегодно с поверхности земли испаряется около 505 000 кубических километров (около 121 000 кубических миль) воды, из которых около 86 процентов испаряется из океанов. Затем водяной пар дрейфует над массивами суши, где пар охлаждается, замедляя кинетическую энергию молекул воды до тех пор, пока притяжение межмолекулярных сил не заставит молекулы конденсироваться в дождь, мокрый снег, снег или град. Эти осадки пополняют ручьи, реки, озера, резервуары подземных вод и другие запасы пресной воды.

ПРОЧИТАЙТЕ: Биом чапараля: климат, осадки, местоположение, времена года, растения, животные

Многие живые организмы зависят от испарения, чтобы регулировать внутреннюю температуру тела. Например: выполнение упражнения заставляет мышцы человека сокращаться, выделяя тепло. Предположим, что тепло не передается от тела в окружающую среду, внутренняя температура человека может подняться до опасного для жизни уровня.

Во время активной деятельности люди выделяют пот в виде капель воды через поры кожи. Водные выделения поглощают тепло тела и используют эту энергию для испарения в окружающую среду, унося с собой тепловую энергию.

Процесс испарения используется растениями для переноса воды из почвы в листья. Листья выделяют воду через поверхностные отверстия, известные как устьица. Молекулы воды, таким образом, испаряются, увлекая (за счет межмолекулярных сил притяжения) другие молекулы воды вверх по сосудам растений позади себя.

Потеря воды с поверхности листьев называется транспирацией. Через транспирацию клен среднего размера может терять более 200 л (200 кг) воды в час в летний день.

Процесс испарения

Нахождение вблизи поверхности и обладание достаточным количеством кинетической энергии необходимы для испарения воды. Такие молекулы воды должны двигаться в правильном направлении и обладать достаточной кинетической энергией для преодоления межмолекулярных сил в жидкой фазе.

Если только небольшая часть молекул соответствует этим критериям, скорость испарения низкая. Поскольку кинетическая энергия молекулы пропорциональна ее температуре, испарение происходит быстрее при более высоких температурах.

Быстро движущиеся молекулы улетучиваются, а остальные молекулы, обладающие меньшей средней кинетической энергией, остаются, а температура жидкости снижается с увеличением скорости испарения. Это явление также называют испарительным охлаждением.

Это объясняет механизм, с помощью которого испаряющийся пот охлаждает тело человека. Процессы испарения имеют тенденцию протекать намного быстрее при более высоких скоростях потока между газообразной и жидкой фазами и в жидкостях с более высоким давлением паров.

Например, , белье на бельевой веревке сохнет (за счет испарения) быстрее в ветреный день, чем в безветренный. Основными составляющими испарения являются движение воздуха, теплота и атмосферное давление (определяет процент влажности).

Некоторые жидкости, которые не испаряются видимым образом при данной температуре в данном газе (например, растительное масло при комнатной температуре), имеют молекулы, которые не имеют тенденции передавать энергию от одной к другой по образцу, достаточному для того, чтобы часто давать молекуле тепловую энергию, необходимую для превращения в пар. Однако эти жидкости испаряются. Однако этот процесс происходит гораздо медленнее и, следовательно, значительно менее заметен.

Когда вода испаряется в замкнутом пространстве, улетучивающиеся молекулы скапливаются в виде пара над жидкостью. Значительная часть молекул воды возвращается в жидкое состояние, так как скорость возвращения молекул учащается из-за увеличения плотности и давления пара.

Когда процесс выхода и возврата достигает равновесия, говорят, что пар становится насыщенным, и никаких дальнейших изменений ни давления пара, ни плотности, ни температуры жидкости не происходит. Частота испарения в открытой системе связана с давлением пара в закрытой системе. Когда жидкость нагревается, когда давление пара достигает давления окружающей среды, жидкость закипает.

Для испарения молекулы жидкости количество кинетической энергии, которой обладает отдельная частица, очень важно. При более низких температурах молекулы жидкости могут испаряться, если их кинетическая энергия превышает минимальное значение, необходимое для испарения.

10 превосходных примеров испарения

Испарение воды известно как научное явление; однако этот процесс происходит в нашей физической среде, он является частью нашей повседневной жизни. Ниже приведены некоторые примеры испарения воды :

1) Горячий чай со временем остывает за счет испарения – горячие молекулы на поверхности испаряются, унося с собой тепло.

2) Сушка мокрой одежды на солнце зависит от испарения воды – вода в мокрой одежде получает тепловую энергию Солнца и испаряется.

3) Испарение пота с тела – Пот на нашем теле испаряется, забирая тепло нашего тела.

4) Сушка вымытого пола.

5) Сушка влажных волос через некоторое время.

6) Водные объекты, такие как озера и реки, полностью или частично теряют свое содержимое в атмосферу в результате испарения воды.

7) Испарение воды из глиняных горшков.

8) Испарение воды, разбрызгиваемой на землю или крышу.

9) Удаление краски для ногтей, нанесенной на ногти, путем испарения.

10) Испарение, производимое кипячением воды для приготовления кофе или чая.

Таким образом, процессы испарения воды могут происходить при любой температуре, но с повышением температуры этот процесс ускоряется.