Пароутворення та конденсація. Кипіння рідини

1.

2.

Будь - яка речовина
при певних умовах
може знаходитись в
різних агрегатних
станах– твердому,
рідкому,
газоподібному.
Перехід з одного
стану в інший
називається
фазовим переходом.
Тверде
тіло
Рідина
Газ

3.

Пароутворення — явище
перетворенняния рідини в газ (пару).
Види пароутворенняя
Випаровування
Пароутворення, яке
відбувається з
поверхні рідини
Кипіння
Випаровування
над чашкою чаю
Інтенсивний перехід рідини в пару,
який відбувається з утворенням
бульбашок пари по всьому об’єму
рідини при певні температурі

4.

- це пароутворення з поверхні
рідини.
При випаровуванні рідину покидають
молекули, які мають велику
швидкість.
Випаровування відбуваються при
при будь-які температурі, тому що,
при будь-які температурі в рідині є
такі молекули, які мають достатньо
кінетичної енергії, щоб побороти
сили притягання між молекулами і
вирватись з рідини.

5.

Від температури
Від площі
поверхні рідини
Від руху
повітря(вітру)
Від роду рідини
Швидше випаровується та
рідина, молекули якої
притягуються одна до одної з
меньшою силою.

6.

При випаровуванні температура рідини
знижуєтся, оскільки внутрішя енергія рідини
зменьшується через втрату швидких молекул
Але, якщо підводити до рідини тепло, то її
температура може не змінюватись.

7.

Існує ще один цікавий вид пароутворення, коли
тверде тіло, обходячи рідкий стан, перетворюється
в газ - возгонка.
Такою властивістю володіють, кристали йоду,
нафталіну, звичайного і "сухого" льоду.
•Возгонка льоду можлива практично при любій від’ємній
температурі в сухому повітрі, що практично буває при
сильному морозі.
•Зворотній процес перетворення газу безпосередньо в
тверду речовину називається сублімацією (іній на деревах
і сніг в хмарах).
•Центрами кристалізації тут служать мікроскопічні
пилинки ‘ кристалики солі, які є в повітрі.

8.

•Процес перетворення пари в рідину
називається конденсацією.
•Конденсація пари супроводжується виділенням
енергії;
•Пара води в верхніх
(холодних) шарах
атмосфери
перетворюється в хмари
•Літнім вечером або під
ранок, коли стає холодніше,
випадає роса

9.

Кипіння - це інтенсиве пароутворення,
яке проходить при нагріванні рідини
не тільки з поверхні, але й всередині
рідини.
Кипіння можливе лише при певні
температурі – температурі кипіння;
Кипіння починається лише після того,
як тиск всередині бульбашок
зрівнюється з тиском в рідині;
Під час кипіння температура рідини і
пари над нею не змінюється.

10.

Температура, при якій рідина кипить,
називається температурою кипіння;
Температура кипіння деяких речовин
при нормальному атмосферному тиску
Речовина
t, 0C
Речовина
Азот
-196
Гелій
Аміак
-33
Гліцерин
Ацетон
56
Графіт
Вода важка
102
Кисень
Вода
100
Ртуть
Повітря
-192
Спирт
t, 0C
-269
290
4200
-183
357
78

11.

Кипіння
проходить з поглинанням теплоти.
Рідина
Пара (газ)
Більша частина теплоти витрачається на розривання
звязку між частинками речовини, та частина , що
залишається - на роботу, яка виконується при
розширенні пари.
В результаті енергія взаємодії між частиками пари
стає більшою, ніж між частинками рідини, тому:
Внутрішня енергія пари більша ніж енергія рідини при
тій самій температурі.

12.

Механізм кипіння води
1. При нагріванні випаровування з поверхні води
збільшується.
2. В рідині появляються маленькі бульбашки
повітря. При нагріванні надлишок повітря
виділяєтся у вигляді бульбашок з насиченою
парою – випаровування в середину рідини.
3. Бульбашки стають більші і багаточисленіші.
4. Архімедова сила, яка діє на бульбашки, зростає і при
температурі близькі до кипіння вони спливають.
5. При наближенні до поверхні об’єм , бульбашок різко
зростає, на поверхні вони лопають, пара яка в них знаходиться
виходить в атмосферу – чути характерний шум – вода кипить.

13.

Фізична величина, яка показує, яку
кількість теплоти необхідно, щоб
перетворити рідину масою 1 кг в
пару без зміни температури,
називається питомою теплотой
пароутворення.
Одиницею питомої теплоти
пароутворення в системі СІ:
[ L ] = 1 Дж/ кг
Із збільшенням тиску питома теплота пароутворення
зменьшується і навпаки.

14.

Речовина
Азот рідкий
Алюміній
Бензин
Вісмут
Водень рідкий
Повітря
Гелій рідкий
Залізо
Керосин
L , кДж/кг
201
9200
230-310
840
450
197
23
6300
209-230
Речовина
Кисень рідкий
Магний
Мідь
Олово
Ртуть
Свинець
Спирт етиловий
Ефир
Вода
L , кДж/кг
214
5440
4800
3010
293
860
906
356
2300

15.

Рідина
L– питома
теплота
пароутворення
Пара (газ)
Пара (газ)
m – маса
речовини
Рідина
При конденсації, пара віддає ту ж кількість
теплоти, яка була затрачена на її утворення

16.

t , C
t3
Поглинання
Q=Lm
B
t2
t1
D
кипіння
конденсація
C
А
При нагріванні
Виділення
Q=-Lm
F
E
t кипіння = t конденсації
збільшуєтьсятся температура рідини.
Швидкість руху частинок зростає.
Збільшується внутрішня енергія речовини.
Коли рідина нагрівається до температури кипіння, енергія
молекул стає достатньою для того, щоб подолати молекулярне
притягання.
Температура не змінюється до тих пір, поки вся рідина не
википить.
G

17.

t, ºC
1
2
t, хв