Испаряется ли вода в сосуде при 0 градусов

Испаряется даже остывший чай. Рисунок: voday.ru.

Ответить на этот вопрос можно очень просто и лаконично.

Вода испаряется при любой температуре, в том числе и при комнатной. Возле любого водоёма и над его поверхностью всегда есть влажный воздух. Именно поэтому так комфортно находиться на берегу реки, озера или моря в жаркое время года.

Так почему же вода испаряется при любой температуре.

Молекулы воды находятся в постоянном движении и двигаются хаотически, сталкиваясь друг с другом. В результате такого случайного, теплового движения, одни молекулы получают большую энергию, другие меньшую. Соответственно, скорости их движения также различаются. В объеме жидкости создаётся статистическое распределение молекул по энергиям и по скоростям движения. Наиболее энергичные и скоростные молекулы могут «выпрыгнуть» из воды, оторвавшись от поверхности водоёма. Часть из них снова возвращается в водоём, но некоторые сталкиваются между собой уже в воздухе, образуя капельки пара. Именно такие капельки и создают влажный воздух над водоёмом. С повышением влажности воздуха процесс испарения замедляется и в конечном итоге наступает состояние насыщения – количество пара над поверхностью воды стабилизируется. Реально ощутить такое состояние насыщения возможно только в закрытом помещении, например, в ванной комнате. Над открытой поверхностью природных водоёмов состояние насыщения пара практически никогда не создаётся, т. к. ветер и солнце постоянно перемешивают воздух и изменяют его состав. Особенно активно действует ветер, сдувая водяной пар от поверхности водоема и перенося влагу на земную поверхность. Так создаются облака и дождевые тучи, из которых временами идёт благодатный дождь, а иногда выливаются сокрушительные грозовые ливни.

Чем ниже температура воды, тем медленнее она испаряется. Этот процесс не прекращается даже при 0оС, т.е. при температуре замерзания. И даже если температура понизится ниже 0оС, вода, превратившаяся в лёд, тоже будет испаряться. И ничего странного в этом нет, т. к. все жидкости испаряются и даже все твёрдые вещества также испаряются. Вода, испаряясь, превращается в пар, который насыщает окружающий воздух влагой. Именно поэтому человек ощущает комфорт, находясь вблизи водоемов – будь это река, озеро или море. Именно из-за недостатка влаги в атмосфере человеку так тяжело дышать в жарких и сухих пустынях. Но, даже маленькие водоёмы, образующиеся в результате редких дождей в пустыне, также испаряются, лишая обитателей этих суровых мест главного компонента для продолжения жизни – воды.

Итак, мы выяснили главное – вода испаряется при любой температуре, от момента превращения льда в жидкость и до момента полного превращения жидкости в пар в результате испарения. Наиболее интенсивно испарение происходит при кипении. В этом случае вода достаточно быстро выкипает, т.е. превращается в пар. Даже пар может испаряться. При дальнейшем повышении температуры капельки влаги становятся всё меньше и меньше, в конечном итоге разделяясь на молекулы воды. Образуется сухой насыщенный пар. Если продолжать его нагревать, то можно получить перегретый пар, который широко используется в тепловых машинах, турбинах, способствуя существенному повышению к.п.д. этих устройств.

С вопросом, почему вода испаряется при комнатной температуре мы разобрались.

Осталось выяснить, что такое комнатная температура. Согласно Википедии, неформальное понятие «комнатная температура» соответствует диапазону от 15 до 25 градусов Цельсия и обозначает температуру в замкнутых помещениях, при которой человек чувствует себя комфортно, находясь в комнатной одежде. Как известно, комфорт зависит от многих факторов, в том числе и от состояния самого субъекта и его привычек.

На этом обсуждение вопроса – почему вода испаряется при комнатной температуре – следует закончить, чтобы не утонуть в терминологических подробностях, испаряющихся также при любой температуре, а не только при комнатной.

Материалы по теме: voday.ru, seapeace.ru, ibrain.kz, life.mosmetod.ru, newfiz.narod.ru, chem21.info, ru.wikipedia.org.

————————

Все статьи цикла – Что, как и почему. – читайте на нашем сайте.

Некоторые свежие статьи

Почему небо голубое?

Почему деревья растут так, как… они растут?

Почему некоторые реки имеют извилистое русло, а другие – прямолинейное?

Почему на экваторе жарко, а на полюсе холодно?

Свечение земли. Как это происходит?

Почему речная вода пресная?

Звёзды видны днём, если смотреть из колодца?

Из-за чего морская вода солёная?

Почему мерцают звезды?

Что такое фотон?

Почему мёд полезнее сахара?

Для чего птицы используют окурки?

Уничтожит ли ядерная война 99 процентов человечества?

Возможно ли движение со скоростью быстрее скорости света?

Где находится самая безжизненная пустыня на Земле?

В безопасности ли птицы на электрических проводах?

Где инопланетяне? Решение парадокса Ферми.

Обращение к подписчикам канала. 25.02.2019.

Почему вода испаряется при комнатной температуре?

Друзья сайта и наши постоянные авторы

Андрей Козлович. О книгах

Жизнь звёзд во всей красе

Источник

Вячеслав Евченко

24 мая · 22,4 K

Почему если температура кипения воды 100 градусов по Цельсию, то она испаряется на солнце уже при температуре 30 градусов?

Если например вылить на бетон ведро воды в 30ти градусную жару она минут за 5-20 полностью испарится, при том что ее температура кипения 100 градусов!!

Главный редактор издания «Популярный университет», химик по образованию, продвигаю массы… · popuni.ru

Чтобы выяснить, почему так происходит, нам необходимо заглянуть на молекулярный уровень. Посмотрим на поверхность воды поближе. Мы увидим, что молекулы внутри нее постоянно колеблются. Все это происходит из-за того, что при температурах выше абсолютного нуля молекулы имеют отличную от нуля энергию. Из-за этого они вынуждены постоянно двигаться и сталкиваться, передавая эту энергию друг другу. Не зря говорят, что температура — это мера энергии молекул. При повышении температуры повышается и энергия молекул.

С другой стороны молекулы вместе удерживают различные силы межмолекулярного взаимодействия. В случае воды это водородные связи. Они образуются благодаря взаимодействию атомов кислорода и водорода в различных молекулах. Из-за этого вода имеет такую высокую температуру кипения — целых 100°C. Однако это не значит, что испаряться вода может только при достижении этой температуры.

Испарение происходит из-за того, что не все молекулы воды в системе имеют одинаковую энергию. Они подчиняются функции распределения Максвелла (см. рисунок).

Оно описывает распределение молекул в системе по скоростям. Чем выше скорость молекулы, тем выше ее энергия. Согласно этому распределению, большая часть молекул имеют среднее значение энергии, но также всегда существуют и такие, которые имеют меньшее и большее количество энергии. Именно молекулы с повышенным количеством энергии могут вылетать с поверхности воды даже при небольших температурах. Они имеют достаточную скорость, чтобы побороть силы межмолекулярного взаимодействия и выскочить с поверхности жидкости. Поэтому вода испаряется даже при низких температурах.

Кипение и испариение – это разные процессы. Испаряется любая жидкость при любой температуре. А кипение – это “испарение на максималках”. Когда парообразование идёт не только с поверхности жикости, но и внутри неё.

Температура это СРЕДНЯЯ кинетическая энергия всех молекул. То что средняя кинетическая энергия не превышает нужного для испарения значения, не означает что все молекулы имеют недостаточно энергии для этого, некоторые из них имеют, за счет них и испарение).

Какое количество теплоты необходимо для превращения куска льда массой 0.5 кг при температуре 0 градусов в воду?

Не перестаю узнавать новое. Люблю путешествия и все с этим связанное. Много лет…

По условию задачи лед нам дан уже при температуре плавления (0 градусов С), значит, дополнительная теплота, кроме как на плавление, нам не требуется. В ином случае, сначала нужно было бы рассчитать теплоту для достижения льдом температуры плавления.

Q=q*m, где m – масса льда в кг, а q – удельная теплота плавления льда в кДж/кг.

Удельная теплота плавления льда известна, она равна 340 кДж/кг. Тогда подставляем значения в формулу:

Q=340кДж/кг * 0,5 кг = 170 кДж

Ответ: необходимо 170 кДж

Прочитать ещё 1 ответ

Что будет с водой, если нагреть ее до 1000 или выше градусов и не позволять ей превратиться в пар?

ALBA synchrotron, postdoc

Читайте также: Сосуд на крыльях носа

Если вы будете греть воду, не позволяя ей превращаться в пар, вы будете непрерывно повышать давление. В итоге при 374°C и 218 атм вы попадёте в условия, когда между жидкостью и паром нет никакой разницы – так называемую критическую точку. Поблизости от неё вы будете наблюдать рост характерных размеров флуктуаций, опалесценцию и всякие другие веселости. Дальше будет уже не жидкость и не пар, а сверхкритическая фаза.

При 1000°C ничего особо интересного не произойдёт, а вот в районе 2000°C вода начнёт понемногу разлагаться. При 2200°C разлагается примерно 3% воды, в районе 3000°C – половина. В районе 5000°C воды не останется совсем.

www.youtube.com/embed/29oy1UCHJIE?wmode=opaque

Прочитать ещё 23 ответа

Источник

Добрый день наш уважаемый читатель. Получая часто вопросы от наших клиентов в 90% процентов из всех случаев, мы даем быстрые, четкие и грамотные ответы нашему собеседнику. Дело в том, что нашего богатого опыта работа отлично хватает чтобы закрыть потребности среднестатистического клиента или спикера.

Развернуто и не очень мы уже отвечали в нашем блоге людям на следующие вопросы:

Поставленная задача

Сейчас перед нами встала следующая задача вот такого содержания: есть сосуд с неизменяемым объемом жидкости внутри него. Предположим, что сосуд состоит из обыкновенного железа, например, возьмем простой накопительный бойлер (V = 50 литров). Начальное давление в системе 2 атмосферы, начальная температура воды Т1 = 17 градусов цельсия, конечная температура после нагрева Т2 = 57 градусов цельсия. Исходные параметры могут быть разные, но конечная задача, на которую нужно получить ответ будет следующая: какое давление будет в закрытом сосуде при нагреве воды до указанной температуры Т2, если учесть, что краны на сосуде (вход и выход) находятся в положении закрыто, и начальный объем не изменяется??? Давление можно снимать (измерять) при помощи встроенного или выносного трубного манометра. Расширительного бака нет. Все для эксперимента.

Остаемся на связи в любой момент! Компания Монтажник работает для Вас!

Закон и формула Шарля

Начав решать эту задачу, каждый может прибегнуть к такому ответу: «да ладно, это же задачка за 7 класс, тут нужно применять формулу известного физика Шарля, Вы что учебник физики не читали?». Далее следует решение:

Формула: (273+t2)/(273+t1)=коэффициент увеличения давления от исходного.

(273+57)/(273+17)=330/290=1.13.

1.13 умножаем на 2 получаем что давление будет равно 2.26 после нагрева жидкости с 17 до 57 на 40 единиц.

Ну дела, вот же решение, зачем страдать дальше? Но нет друзья, это решение конечно же хорошее – но применимо только для изохорных идеальных газов, но не в коем случае не для жидкости, представленной у нас на примере воды.

Едем дальше изучая попутно других известных святил физики, и воуля мы натыкаемся на еще одно решение.

Для расчетов берем исходные данные из чего изготовлен сосуд, у нас это железо. Коэффициент объёмного расширения железа стабильно одинаковый, берем за основу среднее значение 0,000036, а вот коэффициент объема воды изменяется в зависимости от ее нагрева. Примерно 0,00015 при 20 градусах цельсия и 0,00045 при 60 градусах цельсия. Среднее значение путем сложения из двух данных получаем 0,00030.

Чтобы посчитать объем во сколько увеличиться объем в сосуде воспользуемся формулой: 1 + коэффициент расширения железа * (t2-t1).

В цифрах будет выглядеть так: 1 + 0,000036 * (57 – 17) = 1.002;

В качестве информационной нагрузки узнаем еще на сколько бы увеличился V воды если бы она была вне сосуда: 1 + 0,0003 * (57 – 17) = 1,012. Далее все упирается на сколько же прочный Ваш сосуд и не раздует ли его при повышении давления.

Чтобы узнать процентное увеличение объема воды с воздействием на сосуд воспользуемся следующей формулой подставим все цифры: 1,012 / 1,002 * 100 – 100 = 1 %.

Обратившись к учебнику физики, мы узнаем, что при давлении каждой атмосферы объем воды уменьшается на 0,000006. Например, 50 литров, при одной атмосфере сожмется на 0,001 и будет 49.999. Зато по сравнению с газами сжимаемость жидкостей действительно ничтожна: в десятки тысяч раз меньше.

Если объём воды при 2 атм = 50 литров, то при 500 атм объём станет примерно на 1 литр меньше. (разница в двух числах 2%).

1%/2% * 500 = 250 атмосфер, то значение при котором по идее должно разорвать Ваш бак и то давление которое будет у вас при нагреве. Честно, считаем это какой-то бред и не он никак не сочетается с реальными жизненными показателями, полученными в ходе эксперимента.

Изучав дальше интернет и опираясь на наши знания всех из коллег нашего отдела было перепробовано масса различных вариантов и изучено мнений других людей, которые потом можно было бы использоваться для выявления формулы по нашей задаче:

Вода при нагревании увеличивается в объеме до 4%, т.е. 50 наших литров должны превратиться в 52 литра за счет ее расширения, но применить данную теорию в нашем вопросе нам пока не удалось. Мы даже изучили соотношение плотности льда к плотности воды и поняли объем в этом случае увеличивается на 11 процентов.

Есть мнение (алгоритм) с нашей стороны что ни одну из формул применить тут нельзя, так как в баке или бойлере представленным нами невозможно заполнить его на все 100% жидкостью, какую часть в одной жидкости все равно будет составлять воздух, который в этом случае будет работать как расширительный бак и возможно поэтому те 800 атмосфер которые получаются у разных людей нормализуются тем количеством воздуха который содержаться в сосуде.

Если Вы физик или технически подкованный человек, разбираетесь в данном вопросе и готовы разрешить наш спор и получить ответ на поставленную задачу – ждем Ваших решений под этой записью в комментариях.

Со своей стороны хотим так же сказать, что при проведении реального эксперимента и нагрева воды в бойлере с 18-20 градусов до 50, давление поднялось по манометру с 1.5 очков (бар, атмосфер) примерно и до 5 бар.

Спасибо за проявленный труд, терпение и прочтение данной статьи. Надеемся что этот вопрос решится в ближайшее время и мы найдем грамотный ответ.

Всего Вам доброго и приятного дня.

Другие полезные записи в блоге – только для Вас!

Котел КСУВ наружного размещения. Почему он является лучшим из всех? Технические особенности, выбор большинства организаций. Котельная больше не нужна. Устанавливай прямо со зданием.
История на “миллион”, как мы помогли ДОЛ “Лесное озеро”. Крупный DIY проект России, сделай сам!
Тепловой пункт: какой промышленный котел выбрать?
Наглядный ремонт КЧМ руками наших специалистов.
ОАО “Кировский завод” банкрот. Какая судьба ожидает котлы КЧМ-5, КЧМ-5К, КЧМ-7 Гном?
Почему в котлах КЧМ-5К не используются колосники? Техническая информация и не только.
Все основные запасные части к котлу КЧМ, артикулы, описание и много полезной информации.
Лемакс – лучшее соотношение цена/качество в бытовых котлах.
1000 колосников на складе компании МОНТАЖНИК – новый завоз.
Что такое колосник? Расскажем все очень подробно.
Почему котлы ИШМА покупают 90 из 100 клиентов. Лучшее соотношение цены-качества.
Лучший конкурент котла Buderus, Valliant, Protherm – это Кентатсу (Kentatsu) – или как мы его называем один в поле ВОИН! А так же там мы ответили на вопрос, что лучше русский КЧМ или Турецкояпонский гигант?
Полная подробная инструкция по монтажу промышленных котлов
Посмотреть все статьи и новости

Наши отправки (отгрузки), услуги и выполненные работы:

Статьи посвященные нашим отгрузкам не только поднимают наш авторитет как считаем мы, но они направлены на увеличение доверия со стороны потенциальных клиентов. Нам нечего скрывать – мы делимся с Вами своими продажами и успехами. У нас нет скрытых продаж и ухода от налогов. Мы стараемся делать наше с Вами сотрудничество и работу максимально прозрачными. Мы хотим чтобы Вы доверяли нашей команде!

Если у Вас есть идеи о том, о том что Вы бы хотели увидеть на нашем канале. То присылайте их на нашу легкую почту: 426909@bk.ru. Если Вам понравилась статья оцените ее, поставьте палец вверх слева экрана (если Вы читаете ее с компьютера), а также подпишитесь на наш блог, Вас ждет много полезной и интересной информации.

С вами на связи была компания ООО “Монтажник” – официальный дистрибьютор нескольких заводов изготовителей по всей стране. По вопросам приобретения котлов, насосов и другого сопутствующего оборудования (запчасти, дымоходы, автоматика) можете обращаться по телефонам: 8(47354) 2-55-25; 2-69-09 или на электронную почту: 426909@bk.ru или montagnikvrn@yandex.ru.

Наш логотип

Отзывы о нашей компании:

15 лет на рынке – ни одного плохого отзыва за все время работы.

Посмотреть все отзывы.

СПАСИБО ЧТО ОСТАЕТЕСЬ С НАМИ! Рассказывайте друзьям, делитесь материалом со своими знакомыми. Нам важен каждый.

Компания которая относится к своему клиенту с ДУШОЙ!

Заказ через наш интернет магазин

Источник