Как увлажнить воздух в квартире без увлажнителя. Большая энциклопедия нефти и газа

Научная теория позволяет не только понять, почему вещество может находиться в газообразном, жидком, и твердом состояниях, но и объяснить процесс перехода вещества из одного состояния в другое.

Испарение – это процесс, при котором жидкость постепенно переходит в воздух в форме пара или газа.

Все жидкости испаряются, но с разной скоростью.

Молекулы жидкости движутся беспорядочно.

На поверхности жидкости её молекулы движутся быстрее тех, что находятся внизу, и они могут улетать в воздух, преодолевая силы сцепления. Это и есть испарение.

Когда жидкость подогрета, испарение происходит быстрее – в теплой жидкости скорость движения молекул больше, больше молекул имеет шанс покинуть жидкость. Вылетевшая молекула принимает участие в беспорядочном тепловом движении газа. Беспорядочно двигаясь, она может навсегда удалиться от поверхности жидкости, находящийся в открытом сосуде, но может и вернуться снова в жидкость.

В закрытом сосуде испарение отсутствует, потому что пар быстро достигает точки насыщения, когда количество молекул, покидающих жидкость, равно количеству молекул вернувшихся в нее.

Если воздух над жидкостью движется, скорость испарения увеличивается, так как поток воздуха над сосудом уносит с собой образовавшиеся пары жидкости. Чем больше поверхность испаряющейся жидкости, тем быстрее происходит испарение. Вода в круглой сковородке испариться быстрее, чем в высоком кувшине.

При испарении жидкость покидают более быстрые молекулы, поэтому средняя кинетическая энергия молекул жидкости уменьшается. Это означает, что происходит понижение температуры жидкости. Смочив руку какой-нибудь быстро испаряющейся жидкостью (спирт, ацетон), можно почувствовать сильное охлаждение смоченного места. Охлаждение усилиться если на руку подуть.

Круговорот воды в природе

В сильную жару реки, пруды и озера мелеют, вода испаряется, то есть из жидкого состояния переходит в газообразное - превращается в невидимый пар. Содержание паров воды в воздухе называется влажностью воздуха. Она зависит от температуры. Так, воздух при температуре +20 градусов по Цельсию содержит в 4 раза больше воды, чем при 0 градусов по Цельсию. Тепло – вот причина этого явления. В течении дня, вода луж, прудов, озер, рек, морей, влага, содержащаяся в растениях нагревается Солнцем и испаряется причем тем скорее, чем сильнее нагрета. Можно заметить это, если две одинаковые тарелки наполнить разным количеством воды и одну из них выставить на солнцепек, а другую поместить в тень. Там где вода нагревается солнечными лучами, она будет испаряться заметно быстрее. Ускоряет испарение и ветер. Влажный лист бумаги на ветру высохнет быстрее, чем оставленный там, где воздух спокоен и неподвижен.

Испаряется вода быстрее и там, где суше окружающий воздух. В жаркие сухие дни человек потеет, но пот мало его беспокоит: он мгновенно высыхает. А когда стоит влажная жара, то от пота намокает даже одежда. Но если влага постоянно испаряется из морей, рек, озер, если она уходит из растений и исчезает в атмосфере, то почему же тогда Земля не высыхает?

Это не случается потому, что вода совершает постоянный круговорот. Испарившись, она поднимается вместе с нагретым воздухом, принимая форму мельчайших капелек.

Более 70% поверхности земного шара покрыто водами мирового океана. Но было время, когда морей не было вовсе. Ученые полагают, что около 3500 млн. лет назад наша Земля была очень горячей и ее окружали огромные клубы пара. Постепенно земля остывала, остывал и окружающий ее пар. Остывая, пар превращался в воду в атмосфере Земли и наполнял впадины в земной поверхности, образуя первые на земле моря.

Вода на Земле постоянно перемещается с одного места на другое:

1. С поверхности моря непрерывно улетучиваются крохотные частицы воды, невидимые невооруженным глазом. Они становятся частью окружающего нас воздуха в виде водяного пара.

2. Это процесс испарения. Вода превращается в водяной пар с поверхности водоемов практически в любую погоду. Но летом в жару, этот процесс идет значительно быстрее и интенсивнее.

3. Воздух, поднимаясь к верху становиться холоднее. Очутившись на большой высоте, водяной пар сгущается в крохотные капельки воды, которые зависают в воздухе в виде облаков.

4. Ветер переносит облака по небу.

5. Крохотные капельки, образующие облака, объединяются друг с другом – как именно это происходит, ученым пока неизвестно – и выпадают на землю в виде дождя.

6. Если воздух очень холодный, капельки в облаках замерзают и выпадают в виде снежинок.

7. На вершинах гор снег лежит круглый год. Оттуда по горным склонам стекают маленькие ручейки, подпитываемые тающим снегом.

8. Другие ручьи подпитываются дождевой водой. Все эти ручейки, ручьи со временем впадают в большие реки.

9. Реки стекают с гор и в конце концов впадают в море. Таким образом, вода, испарившаяся с поверхности нашей планеты, возвращается на нее.

Процесс испарения – это очень интересное физико-химическое явление, его интересно наблюдать и отмечать, как оно часто встречается в нашей жизни.

Я думаю, что наука еще не раз использует процесс испарения для пользы человека и нашей планеты.

Глава II «Практические опыты»

ОПЫТ № 1 «Зависимость скорости испарения от различных факторов»

1. Зависимость испарения от температуры

Оборудование:

▪ 2 стакана одного объема

▪ 2 блюдца разного диаметра

▪ 2 листа бумаги

▪ градусник для жидкостей

Ход опыта:

Нальем в два одинаковых стакана холодную и горячую воду. Отметим уровень воды в стаканах. Через 12 минут вода в горячем стакане испариться быстрее.

Вывод: Это происходит потому, что в подогретой жидкости молекулы увеличивают скорость под воздействием высокой температуры. Они толкают друг друга так сильно, что некоторые вырываются наружу и рассеиваются между молекулами воздуха в виде водяного пара.

2. Зависимость испарения от площади испаряемой поверхности, если температура жидкости одинакова.

Ход опыта:

Нальем горячую воду (для ускорения процесса опыта) в блюдца разного диаметра. Отметим уровень воды. Через 10 минут вода в большом блюдце испарилась быстрее (объем жидкости стал меньше).

Вывод: Чем больше поверхность испаряющийся жидкости, тем быстрее происходит испарение, так как количество испаряющихся молекул будет больше на большей площади.

3. Зависимость испарения от ветра.

Ход опыта:

Намочим два одинаковых листа бумаги водой. Один оставим высыхать на воздухе, а на другой с помощью фена направим струю холодного воздуха. Через 10 минут лист стал сухим, другой же оставался влажным еще часов.

Вывод: Если воздух над жидкостью движется, скорость испарения увеличивается, так как поток воздуха помогает молекулам жидкости оторваться от поверхности и перейти в парообразное состояние. Горячий воздух ускорит этот процесс.

4. Зависимость испарения от рода вещества.

Ход опыта:

Намочим два листа бумаги разными жидкостями: водой и спиртом. Через 3 минуты спирт с листа полностью испарился, лист, увлажненный водой, оставался сырым 20 минут.

Вывод: Процесс испарения веществ не одинаков. Это зависит от сил удерживающих молекулы этого вещества.

Скорость испарения можно изменять, зная факторы, влияющие на этот процесс!

ОПЫТ № 2 «Выделение вещества из раствора. Кристаллизация сахара».

Требуется:

▪ Стакан

Горячая вода

▪ Чайная ложка

▪ Толстая хлопчатобумажная нить длиной 10 см.

▪ Скрепка

▪ Карандаш

Ход опыта:

1. Налить в чашку горячей воды и, помешивая ложечкой, добавлять сахар до тех пор, пока он не перестанет растворяться. Делать надо быстро, чтобы вода не успела остыть и растворила больше сахара.

2. Вылить раствор в стакан.

3. Привязать один конец к середине карандаша, а другой к скрепке.

4. Положить карандаш на стакан так, чтобы нить погрузилась в раствор, оставаясь натянутой.

5. Поставить стакан в холодное место и оставить его на день.

Результат: На нити образовались кристаллы сахара.

Вывод: Горячая вода помогла создать перенасыщенный раствор. Когда вода остыла, она не смогла удержать такое количество сахара, и его излишки образовали кристаллы. Когда перенасыщенный раствор остывает, часть растворенного вещества выделяется из растворителя (вода) в виде кристаллов. Вода является превосходным растворителем, но есть много растворов, в которых растворителем является спирт: духи, лаки, клеи. Достоинства этих продуктов (аромат духов, непроницаемость лаков, связующая способность клеев) связаны с тем, что спирт быстро испаряется, оставляя на поверхности растворенные вещества.

Испарение позволяет выделить вещества из раствора!

Заключение

Работая над темой испарение, я нашел ответы на свои вопросы. Я узнал, как происходит испарение, что скорость испарения веществ различна. Люди активно используют процесс испарения в своей жизни, применяют его в производстве различных механизмов и машин, используют в быту. В природе этот процесс происходит вне зависимости от деятельности человека и задача людей – не нарушать этот процесс. Для этого необходимо любить природу и любить нашу Землю! Опыты, которые я провел, были очень интересными, и я думаю, что можно провести еще много других опытов по этой теме. Сейчас, когда я смотрю «Дискавери» или читаю книги, я всегда обращаю внимание на испарение, происходящее в природе или в жизни человека, и я рад, что уже так много знаю о нем!

Испарение и кипение - это два способа перехода жидкости в газ (пар). Сам процесс такого перехода называется парообразованием. То есть испарение и кипение - это способы парообразования . Между этими двумя способами есть существенные отличия.

Испарение происходит только с поверхности жидкости. Оно является результатом того, что молекулы любой жидкости постоянно перемещаются. Причем скорость у молекул разная. Молекулы с достаточно большой скоростью, оказавшись на поверхности, могут преодолеть силу притяжения других молекул и оказаться в воздухе.

Молекулы воды, находящиеся по отдельности в воздухе, как раз и образуют пар. Увидеть глазами пар невозможно. То, что мы видим, как водяной туман, это уже результат конденсации (обратный парообразованию процесс), когда при охлаждении пар собирается в виде мельчайших капелек.

В результате испарения сама жидкость охлаждается, так как ее покидают наиболее быстрые молекулы. Как известно, температура как раз определяется скоростью движения молекул вещества, то есть их кинетической энергией.

Скорость испарения зависит от многих причин. Во-первых, она зависит от температуры жидкости. Чем температура выше, тем испарение быстрее. Это и понятно, так как молекулы двигаются быстрее, а значит, им легче вырваться с поверхности. Скорость испарения зависит от вещества. У одних веществ молекулы притягиваются сильнее, и следовательно, труднее вылетают, а у других - слабее, и следовательно, легче покидают жидкость. Испарение также зависит от площади поверхности, насыщенности воздуха паром, ветра.

Самое главное, что отличает испарение от кипения, это то, что испарение протекает при любой температуре, и оно протекает только с поверхности жидкости.

В отличие от испарения, кипение протекает только при определенной температуре. Для каждого вещества, находящегося в жидком состоянии, характерна своя температура кипения. Например, вода при нормальном атмосферном давлении кипит при 100 °C, а спирт при 78 °C. Однако с понижением атмосферного давления температура кипения всех веществ немного понижается.

При кипении из воды выделяется растворенный в ней воздух. Поскольку сосуд обычно нагревают снизу, то в нижних слоях воды температура оказывается выше, и пузыри сначала образуются именно там. В эти пузыри испаряется вода, и они насыщаются водяным паром.

Так как пузыри легче самой воды, то они поднимаются вверх. Из-за того, что верхние слои воды не прогрелись до температуры кипения, пузыри остывают и пар в них обратно конденсируется в воду, пузыри становятся тяжелее и снова опускаются.

Когда все слои жидкости прогреваются до температуры кипения, то пузыри уже не опускаются, а поднимаются на поверхность и лопаются. Пар из них оказывается в воздухе.

Таким образом, при кипении процесс парообразования происходит не на поверхности жидкости, а по всей ее толще в образующихся пузырьках воздуха. В отличие от испарения, кипение возможно лишь при определенной температуре.

Следует понимать, что когда жидкость кипит, то происходит и обычное испарение с ее поверхности.

Cтраница 1


Температура испарения воды при 4, 6 мм рт. ст. равна 0 С, а при 0 034 мм рт.ст. - 50 С. При этой температуре вода находится в твердом состоянии, поэтому упаривание представляет собой обычную возгонку. При лиофильной сушке водный раствор замораживают в тонком слое и выдерживают в вакууме 0 01 - 2 мм рт. ст. Благодаря быстрому испарению воды в результате возгонки замороженный слой постоянно охлаждается. Водяные пары улавливают в охлаждаемых ловушках или специальными поглотителями.  

Холодопроизводительность эжекторной машины увеличивается на 10 % на каждый градус повышения температуры испарения воды сверх 10 С.  

В этом случае имеется избыток воды, и температура в точке всегда меньше температуры испарения воды при данном давлении.  

АЛ - размеры (толщины) расчетных слоев, м; Тисп - температура испарения воды в порах; г - скрытая теплота парообразования воды в порах материала (для воды г 2 26 - 106 Дж / кг); Р8 - начальная весовая влажность материала, %; Тф - снижение температуры в материале за счет испарения воды в порах.  

Вакуум-насос предназначен для создания в отгонном кубе разрежения 600 - 650 мм рт ст., необходимого для снижения температуры испарения воды из масла.  


МДж / кг; с - удельная теплоемкость нагретой воды, МДж / (кг - К); ta - температура испарения воды, К; ta - температура воды, вытекающей из зоны горения, К; to - температура воды, подаваемой в очаг пожара, К.  

Такая погрешность обусловлена тем, что автор учитывает только теплоту испарения воды, но не учитывает тепло перегрева паров воды и нагрева сухого материала и считает, что температура испарения воды 100 С остается постоянной в течение всего периода сушки.  

Итак, линия AD является геометрическим местом точек температур плавления льда при различных давлениях, линия АВ - кривая температур испарения льда, а линия АС - кривая температур испарения воды при различных давлениях. В точке С, отвечающей критическому состоянию воды (t 374, р 217 5 ат), линия АС обрывается. В точке А, называемой тройной точкой (для воды t 4 - 0 0076, р 4 579 мм рт. ст.), в равновесии находятся все три фазы - лед, вода и пар; система нонвариантна (инвариантна ] - не имеет ни одной степени свободы.  

МДж / кг; Qr - энтальпия горючего материала, МДж / кг; Qs - энтальпия воздуха, МДж / кг; ср - удельная теплота испарения воды, МДж / кг; с - удельная теплоемкость воды, МДж / кг; t, - температура испарения воды, К; ta - температура воды, подаваемой в очаг горения; п - температура воды, вытекающей из зоны горения, К.  

Вещество нагревают до температуры испарения воды и последняя удаляется тем или иным способом из зоны процесса. Такой процесс обезвоживания жидких веществ называется выпаркой. Сушка испарением иногда выполняется под вакуумом.  

Характерные изменения насыщенности кернов, промытых глинистыми растворами на водной (а и нефтяной (и основе (по Кеннеди и др..  

Ретортный метод определения насыщенности кернов жидкостями наиболее известен. При использовании его небольшой образец породы нагревают до температуры испарения воды и жидких углеводородов, которые затем конденсируются и собираются в небольшом приемном сосуде. Ретортный метод имеет недостатки. При определении насыщенности из образца удаляется также кристаллизационная вода, в результате чего завышаются величины водонасыщенности. Вторая погрешность этого метода обусловлена тем, что при нагреве до высоких температур возможен крекинг нефти и коксование. Вследствие изменения молекул углеводородов уменьшается объем жидкой нефти. До применения ретортного метода необходимо построить калибровочные кривые для воды и нефти различной плотности для учета потерь и других погрешностей.  

Вода – одно из самых распространенных и вместе с тем самое удивительное вещество на Земле. Вода находится повсюду: и вокруг нас, и внутри нас. Мировой океан, состоящий из воды, покрывает ¾ поверхности земного шара. Любой живой организм, будь то растение, животное или человек, содержит воду. Человек более чем на 70% состоит из воды. Именно вода – одна из главнейших причин возникновения жизни на Земле. Как и любое вещество, вода может находиться в различных состояниях или, как говорят физики, ‑ агрегатных состояниях вещества: твердом, жидком и газообразном. При этом постоянно происходят переходы из одного состояния в другое – так называемые фазовые переходы. Одним из таких переходов является испарение, обратный процесс называется конденсацией. Давайте попробуем разобраться, как можно использовать это физическое явление, и что нужно знать об этом.

В процессе испарения вода переходит из жидкого состояния в газообразное, при этом образуется водяной пар. Это происходит при любой температуре, когда вода находится в жидком состоянии (0 0 – 100 0 С) . Однако скорость испарения не всегда одинаковая и зависит от ряда факторов: от температуры воды, от площади поверхности воды, от влажности воздуха и от наличия ветра. Чем выше температура воды, тем быстрее двигаются ее молекулы и тем интенсивнее происходит испарение. Чем больше площадь поверхности воды, а испарение происходит исключительно на поверхности, тем больше молекул воды смогут перейти из жидкого состояния в газообразное, что увеличит скорость испарения. Чем больше содержание водяных паров в воздухе, то есть чем выше влажность воздуха, тем менее интенсивно происходит испарение. Кроме того, чем больше скорость удаления молекул водяного пара от поверхности воды, то есть чем больше скорость ветра, тем больше скорость испарения воды. Также следует отметить, что в процессе испарения воду покидают самые быстрые молекулы, поэтому средняя скорость молекул, а, значит, и температура воды уменьшаются.


Учитывая описанные закономерности, важно обратить внимание на следующее. Очень горячий чай пить не безвредно. Однако чтобы его заварить, требуется вода с температурой, близкой к температуре кипения (100 0 С) . При этом вода активно испаряется: над чашкой с чаем хорошо видны поднимающиеся струйки водяного пара. Чтобы быстро охладить чай и сделать чаепитие комфортным, нужно увеличить скорость испарения, и охлаждение чая произойдет существенно быстрее. Первый способ известен всем с детства: если подуть на чай и тем самым удалить молекулы водяного пара и нагретый воздух от поверхности, то скорость испарения и теплопередачи увеличится, и чай быстрее остынет. Второй способ часто использовали в старину: переливали чай из чашки в блюдце и тем самым увеличивали площадь поверхности в несколько раз, пропорционально увеличивая скорость испарения и теплопередачи, благодаря чему чай быстро остывал до комфортной температуры.

Охлаждение воды при испарении хорошо ощущается, когда летом выходишь из открытого водоема после купания. С влажной кожей находиться прохладнее. Поэтому чтобы не переохладиться и не заболеть, нужно обтереться полотенцем, тем самым остановить охлаждение, вызванное испарением воды. Однако это свойство воды – охлаждаться при испарении – иногда полезно использовать для того, чтобы немного понизить высокую температуру заболевшему человеку и тем самым облегчить его самочувствие при помощи компрессов или обтираний.

При конденсации вода из газообразного состояния переходит в жидкое с выделением тепловой энергии. Это важно помнить, находясь вблизи кипящего чайника. Струя водяного пара, выходящая из его носика, имеет высокую температуру (около 100 0 С) . Кроме того, соприкасаясь с кожей человека, водяной пар конденсируется, тем самым увеличивая неблагоприятное термическое воздействие, что может привести к болезненным ожогам.


Также полезно знать, что в воздухе всегда содержится какое-то количество водяных паров. И чем выше температура воздуха, тем больше водяных паров может быть в атмосфере. Поэтому летом при заметном понижении температуры в ночное время часть водяных паров конденсируется и выпадает в виде росы. Если утром пройти босиком по траве, то она будет влажной и холодной на ощупь, так как уже активно испаряется благодаря утреннему солнцу. Похожая ситуация происходит, если зимой войти с улицы в теплое помещение в очках, ‑ очки будут запотевать, так как водяные пары, находящиеся в воздухе, будут конденсироваться на холодной поверхности стекол. Чтобы это предотвратить, можно воспользоваться обычным мылом и нанести на стеклах сетку с шагом около 1 см, а затем растереть мыло мягкой тканью, не спеша и не сильно нажимая. Стекла очков покроются тонкой невидимой пленкой и не будут запотевать.

Водяной пар, находящийся в воздухе, можно с большой точностью считать идеальным газом и рассчитывать параметры его состояния при помощи уравнения Менделеева-Клапейрона. Предположим, что температура воздуха днем при нормальном атмосферном давлении составляет 30 0 С , а влажность воздуха 50% . Найдем, до какой температуры должен охладиться воздух ночью, чтобы выпала роса. При этом будем считать, что содержание (плотность) водяных паров в воздухе не изменялось.

Плотность насыщенного водяного пара при 30 0 С равна 30,4 г/м 3 (табличное значение). Так как влажность воздуха 50%, то плотность водяных паров составляет 0,5·30,4 г/м 3 = 15,2 г/м 3 . Роса выпадет, если при некоторой температуре эта плотность будет равна плотности насыщенного водяного пара. Согласно табличным данным это наступит при температуре примерно 18 0 С . То есть, если ночью температура воздуха опустится ниже 18 0 С , то выпадет роса.

По предложенному методу мы предлагаем вам решить задачу:

В закрытой банке объемом 2 л находится воздух, влажность которого составляет 80% , а температура 25 0 С. Банку поставили в холодильник, внутри которого температура 6 0 С . Какая масса воды выпадет в виде росы после наступления теплового равновесия.

В продолжение темы:
Отопление в нежилых помещениях

В наши дни ландшафтный дизайн, как направление, развивается стремительными темпами. Дизайнеры и архитекторы занимаются оформлением участков и территорий в разнообразных...

Новые статьи
/
Популярные