§ 19. Поглощение энергии при испарении жидкости. Выделение энергии при конденсации пара

физический процесс, при котором испаряющаяся жидкость расходует часть своей внутренней энергии на преодоление сил межмолекулярного притяжения и совершение работы выхода, в результате чего температура жидкости понижается.

• 1. Причина охлаждения — жидкость покидают наиболее быстрые молекулы, средняя кинетическая энергия оставшихся частиц уменьшается, и температура жидкости падает.
• 2. Изотермическое испарение — чтобы температура испаряющейся жидкости оставалась постоянной, ей необходимо непрерывно подводить энергию (теплоту) из окружающей среды.

процесс перехода водяного пара в жидкость, сопровождающийся выделением в окружающую среду точно такого же количества теплоты, какое было затрачено на испарение этой жидкости.

• 1. Энергетический механизм — при сближении молекул пара силы межмолекулярного притяжения совершают положительную работу, увеличивая кинетическую энергию хаотического движения частиц, что приводит к выделению тепла.
• 2. Опасность ожога — пар при температуре 100 °C обжигает сильнее кипятка той же температуры, так как помимо тепла остывания отдает коже огромную скрытую теплоту конденсации.

капли воды, образующиеся на охлаждённой земной поверхности, листьях и траве в результате конденсации содержащегося в воздухе водяного пара при понижении температуры.

Берут термометр и обматывают его шарик кусочком ткани (марли), смоченной водой или спиртом. Рядом помещают термометр с сухим шариком. Сравнивая их показания, наблюдают, что влажный термометр показывает более низкую температуру, чем сухой. Если обдувать влажный термометр потоком воздуха (ускоряя испарение), его температура опустится ещё ниже. Это наглядно доказывает, что при испарении жидкость охлаждается.

Согласно молекулярно-кинетической теории, жидкость способны покинуть только те молекулы, кинетическая энергия которых превышает работу сил межмолекулярного притяжения со стороны соседей. В результате испарения жидкость непрерывно теряет самые быстрые молекулы. Средняя кинетическая энергия теплового движения оставшихся частиц уменьшается, а следовательно, понижается и температура испаряющейся жидкости.

• При испарении: наиболее быстрые молекулы преодолевают силы притяжения соседних частиц жидкости, вылетают за пределы её поверхности и переходят в газовую среду, образуя пар.
• При конденсации: беспорядочно движущиеся молекулы пара из воздуха приближаются к поверхности жидкости, захватываются силами межмолекулярного притяжения и возвращаются обратно в жидкую фазу. При этом силы притяжения совершают работу, и в окружающую среду выделяется энергия.

• Примеры испарения: высыхание водоёмов, луж и почвы; охлаждение организмов человека и животных за счёт испарения пота в жаркую погоду; транспирация (испарение влаги листьями растений).
• Примеры конденсации: выпадение росы на траве при вечернем и утреннем охлаждении воздуха; образование тумана в приземном слое; формирование облаков в верхних холодных слоях атмосферы; выпадение дождя.