Какая энергия требуется для испарения воды?

Испарение – это процесс превращения жидкости в пар при нагревании. Вода, испаряющаяся и превращающаяся в парообразное состояние, забирает определенное количество энергии. Разница между энергией, затраченной на нагревание и энергией, необходимой для испарения воды, называется внутренней энергией испарения. Именно эта энергия и ускоряет процесс испарения.

Для представления данной концепции ученые используют понятие удельной энергии испарения, которая равна количеству энергии, забранной из окружающей среды, для изменения одной массы вещества из жидкого в парообразное состояние. Вода, например, при нагревании с 0°C до 100°C затратит около 4200 Дж энергии на каждый грамм.

Коэффициент удельной теплоты испарения для воды при нормальном давлении равен 2,26 * 10^6 Дж/кг. Это означает, что для испарения одного килограмма воды нужно затратить 2,26 * 10^6 Дж энергии. Также известно, что вода, поднявшись на 80°C и превратившись в парообразное состояние, заберет 2260 кДж энергии на каждый килограмм.

Испарение и поглощение энергии при испарении жидкости и выделение ее при конденсации пара. Кипение. Удельная теплота парообразования и конденсации

При испарении жидкости энергия переходит от поверхности находящейся вещества на частицы самой жидкости. Вещество отдаёт энергию, а среда получает её. Такое явление называется поглощение энергии.

Для того чтобы испарить определенное количество жидкости, необходимо затратить определенное количество энергии. Количество энергии, затраченное на испарение, зависит от его массы и от вещества из которого они состоят. Оно называется удельной теплотой парообразования и конденсации. Удельная теплота парообразования при охлаждении пара равна количеству теплоты, которое излучается жидкостью при охлаждении на один градус.

Кипение — процесс при котором жидкость превращается в газ или пар. Когда вода закипает, она превращается в пар. Во время закипания в кастрюле с находящейся в ней водой процесс кипения происходит в разных точках. Но, несмотря на это, на поверхности воды можно заметить что-то похожее на образование пузырьков пара. В это время вода кипит.

Когда вода греется, ее частицы обладают разной энергией. Частицы с большей энергией устремляются вверх и сталкиваются с более холодными слоями воды. При таком столкновении частицы с большей энергией отдают часть своей энергии более медленным частицам. Это и есть поглощение энергии. Таким образом, в процессе нагревания жидкости, энергия, передаваемая от одной частицы к другой, значительно увеличивается, пока она не становится настолько большой, чтобы рассеиваться наружу. Когда этого размера достигает пузырек пара, он всплывает к поверхности и превращается в пар.

Когда вода испаряется или конденсируется, она отдаёт или поглощает определенное количество теплоты (энергии). Когда жидкость испаряется, она отдаёт теплоту окружающей среде, то есть воде вокруг. Когда же пар конденсируется, он отдаёт теплоту обратно жидкости, избавляясь от излишней энергии.

Удельная теплота парообразования и конденсации — это количество энергии, которое необходимо затратить или выделить, чтобы превратить единицу массы жидкости в пар и обратно. Удельная теплота парообразования выражаетсколько энергии поглощает вода при испарении, а удельная теплота конденсации — сколько энергии выделяется при конденсации пара в воду. Удельная теплота парообразования воды составляет около 2260 кДж/кг.

Таким образом, при испарении вода охлаждает тело или другие предметы в окружающей среде, отдавая свою энергию. При конденсации пара, наоборот, энергия в виде теплоты охлаждается и выделяется среде.

Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов Перышкин АВ

Когда вода нагревается, она кипит и переходит в состояние пара. Этот процесс называется кипением. Вода закипает при достижении определенной температуры, которая зависит от атмосферного давления на данный момент. При кипении вода забирает энергию, а именно, удельную энергию кипящей воды, которая составляет около 540 кал/г.

Удельная энергия кипящей воды — это количество теплоты, которое необходимо передать единице массы вещества для перехода из жидкого в испаренное состояние при данной температуре. Для воды эта величина равна 540 кал/г.

Испарение — это процесс перехода воды из жидкого состояния в газообразное состояние. Особенно активно испарение происходит на поверхности водоемов, где количество испарившейся воды заметно больше, чем внутри воды. Это связано с тем, что на поверхности воды действуют межмолекулярные силы, такие как сцепление, а на большей глубине воды эти силы не так сильны.

Испарение воды сопровождается увеличением количества вещества, которое переходит из жидкого состояния в газообразное состояние. Это количество вещества можно вычислить с помощью удельной энергии испарения, которая для воды составляет около 540 кал/г.

При испарении вода забирает энергию из окружающей среды. Если вода испаряется на открытой местности, она забирает тепло из воздуха и охлаждает его. Это происходит, например, при испарении пота с поверхности кожи, что позволяет организму охладиться в жаркую погоду.

Если же вода испаряется в закрытой системе, то она забирает энергию из самой воды, что приводит к ее охлаждению. Такой процесс можно наблюдать, например, при подаче воздуха через увлажнитель с использованием испарения воды.

Испарение — это обратный процесс к конденсации. Если влажный воздух переходит в сухое состояние, то избыток влаги конденсируется и образует капельки. Такой процесс, сопровождающийся выделением тепла, называется конденсацией. В природе это можно наблюдать, например, при образовании облаков или росы на земле.

Тела, которые обладают способностью поглощать и отдавать большое количество тепла, называются калориметрами. Железный стакан, наполненный насыщенным эфиром и помещенный в воду, является одним из таких аппаратов. Вода, окружающая стакан, отдаст свою внутреннюю энергию, чтобы нагреть эфир внутри стакана. При этом температура воды снижается.

Знание удельных и межмолекулярных величин позволяет рассчитывать теплообмен между различными состояниями вещества и понять особенности этих процессов. Также с помощью калориметров можно измерять количество удельной энергии, которое необходимо передать веществу для перехода между различными состояниями.

Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение ее при конденсации пара

Кинетическая энергия молекул жидкости увеличивается при нагревании и достигает критического значения, при котором молекулы покидают жидкость и переходят в парообразное состояние. Это явление происходит из-за того, что молекулы приобретают достаточную энергию, чтобы преодолеть силы притяжения соседних молекул и выйти на поверхность жидкости в виде пара.

При испарении жидкости происходит поглощение энергии, которое идет на преодоление сил притяжения молекул. Таким образом, в процессе испарения жидкости энергия излучается из окружающей среды в форме теплоты.

При конденсации пара, находящегося в контакте с холодной поверхностью, энергия, полученная при испарении, возвращается обратно в окружающую среду. При охлаждении пара он снова становится жидкостью и отдаст полученную энергию, выделяясь в форме теплоты.

Это явление можно наблюдать, например, на стенах холодильника, когда на них образуется роса. В процессе конденсации пара, роса образуется благодаря поглощению энергии окружающей среды, что вызывает охлаждение пара и его превращение в жидкость.

Для определения энергии, поглощенной жидкостью при испарении, можно использовать калориметр. В калориметре жидкость нагревается до определенной температуры, затем в ней помещается испаряющаяся жидкость и измеряется изменение температуры смеси. По рисунку, который показывает изменение температуры в зависимости от времени, можно определить количество поглощенной энергии.

Теплота, поглощенная жидкостью при испарении, зависит от множества факторов, таких как тип вещества, его температура и давление. Вода, например, оказывается в высоких энергетических состояниях, если ее давление и температура высоки. Соответственно, для того чтобы испарить воду, находящуюся в высоких энергетических состояниях, требуется значительное количество энергии. Это объясняет, почему важно кипятить воду, чтобы получить пар для применения в различных задачах.

Возможно, вы уже слышали о явлении сохранения энергии. Это фундаментальный закон физики, который утверждает, что энергия не может быть создана или уничтожена, она может только переходить из одной формы в другую. В данном случае, энергия, полученная при испарении жидкости, затем выделится при конденсации пара.

Содержание

1. Введение

2. Испарение в зависимости от массы воды

3. Влияние температуры на интенсивность испарения

4. Испарение охлажденной воды

5. Испарение при закипании

6. Опыты с испарением воды в Москве

7. Физические принципы испарения

8. Теплота испарения воды

9. Испарение в разных условиях

11. Литература

Поглощение энергии при испарении

Испарение супа — один из примеров такого процесса. В результате нагрева на кухне, суп начинает охлаждаться и испаряться. За счет поглощения энергии из окружающей среды, молекулы воды получают тепловое возбуждение и переходят в состояние пара.

Энергия, необходимая для испарения, выражается в теплоте испарения, которая определена как количество теплоты, необходимое для испарения одного килограмма вещества при постоянной температуре и давлении. Для воды это значение составляет около 2257 кДж/кг.

Испарение воды происходит при любой температуре, но с увеличением температуры процесс более интенсивен. Кинетическая энергия молекул увеличивается, что способствует их движению и переходу в состояние пара.

Поглощение энергии при испарении воды оказывает такие факторы, как тепло окружающей среды, температура воды, площадь поверхности воды, а также масса и высота водного столба.

Испарение происходит на поверхности парообразующего вещества. При этом каждая молекула, испаряющаяся с поверхности, получает энергию от своих соседей. Это позволяет ей преодолеть силы притяжения и перейти в состояние пара. Таким образом, поглощение энергии является необходимым условием для испарения.

Поглощенная при испарении энергия воды возвращается при конденсации водяного пара. Когда пар охлаждается, теплота, полученная при испарении, освобождается и передается окружающей среде. Этот процесс особенно заметен, когда вода конденсируется на поверхности, например, в виде капель на стекле во время дождя.

Также можно наблюдать поглощение энергии при испарении на примере алкоголя. Высокую теплоту испарения имеет, например, спирт. Это объясняется тем, что для его испарения необходимо поглощение большого количества энергии.

Поглощение энергии при испарении воды имеет важное значение в природе и технике. Оно позволяет поддерживать прохладное тело в жаркое время года, таких как змеевик или радиатор, и охлаждать теплоноситель в системах охлаждения.

Видео:

Парообразование и конденсация. 8 класс.

Парообразование и конденсация. 8 класс. by MEKTEП OnLine ФИЗИКА 15,872 views 3 years ago 11 minutes, 21 seconds