Номер ?1, страница 107, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 2. Изменения агрегатного состояния вещества. Параграф 26. Лабораторные и исследовательские работы. Вопросы для обсуждения - номер ?1, страница 107.

Условие.

Почему конденсация водяного пара в атмосфере в капельки дождя или снежинки ведёт к потеплению воздуха?

Решение.

Конденсация водяного пара — это процесс фазового перехода вещества из газообразного состояния (пар) в жидкое (капли воды) или твёрдое (кристаллы льда, снежинки). Любой фазовый переход сопровождается поглощением или выделением энергии.

Чтобы понять, почему при конденсации выделяется тепло, рассмотрим обратный процесс — испарение. Для превращения воды в пар требуется энергия, чтобы преодолеть силы межмолекулярного притяжения. Эта энергия, называемая удельной теплотой парообразования ($\text{L}$), поглощается из окружающей среды. Количество поглощённой теплоты рассчитывается по формуле $Q = L \cdot m$, где $\text{m}$ — масса испарившейся воды. В результате испарения окружающая среда охлаждается (именно поэтому человек чувствует прохладу, когда его кожа высыхает после купания).

Конденсация — это процесс, обратный испарению. Когда условия в атмосфере (например, понижение температуры до точки росы) заставляют молекулы водяного пара сближаться и образовывать капли жидкости или кристаллы льда, ранее накопленная при испарении энергия выделяется обратно. Эта энергия, называемая теплотой конденсации, передаётся окружающим молекулам воздуха, увеличивая их скорость движения, то есть их кинетическую энергию.

Повышение средней кинетической энергии молекул газа по определению является повышением его температуры. Таким образом, массовая конденсация водяного пара при образовании облаков, тумана или осадков приводит к выделению значительного количества тепла и, как следствие, к потеплению воздуха в данном регионе атмосферы.

Ответ: Конденсация — это экзотермический процесс, то есть он сопровождается выделением энергии в окружающую среду. Во время испарения вода поглощает энергию (скрытую теплоту парообразования), которая затем "хранится" в водяном паре. При конденсации эта энергия высвобождается, нагревая окружающий воздух. Этот процесс является фундаментальным механизмом переноса энергии в атмосфере Земли.