Номер 9.20, страница 50 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 9. Домашние экспериментальные задания - номер 9.20, страница 50.

Условие.

9.20. С помощью двух термометров, обернутых тонкой мокрой материей в один слой, проверьте на опыте, как зависит скорость испарения жидкости:

a) от температуры;

б) от движения воздуха над испаряющейся жидкостью.

Объясните наблюдаемые явления.

Решение.

Для проведения опытов необходимо взять два одинаковых термометра, колбы которых обернуты одним слоем тонкой, смоченной водой материи. Испарение воды с поверхности материи приводит к ее охлаждению, так как в процессе испарения жидкость покидают наиболее быстрые молекулы, унося с собой часть внутренней энергии. Это охлаждение регистрируется термометром. Скорость понижения температуры и итоговое ее значение указывают на скорость испарения: чем интенсивнее испарение, тем сильнее охлаждается термометр.

а) от температуры;

Для исследования зависимости скорости испарения от температуры проведем следующий опыт. Расположим один термометр с влажной тканью в прохладном месте комнаты, а второй — в более теплом (например, рядом с источником тепла, таким как батарея или настольная лампа). Начальные показания обоих термометров должны быть одинаковыми.

В ходе наблюдения мы увидим, что показания обоих термометров понизятся. Однако термометр, находящийся в теплом месте, покажет более низкую температуру, чем термометр в прохладном месте. Это означает, что он охладился сильнее, а следовательно, вода с его поверхности испарялась быстрее.

Это явление объясняется тем, что температура жидкости — это мера средней кинетической энергии ее молекул. Чем выше температура, тем больше молекул обладают энергией, достаточной для преодоления сил притяжения и выхода с поверхности жидкости. Таким образом, с повышением температуры скорость испарения возрастает.

Ответ: Скорость испарения жидкости увеличивается с повышением ее температуры.

б) от движения воздуха над испаряющейся жидкостью.

Для изучения этой зависимости поместим оба термометра с влажной тканью в одинаковые температурные условия. Один из термометров оставим в неподвижном воздухе. Второй термометр будем обдувать потоком воздуха, например, с помощью веера, или просто помашем им в воздухе.

Мы будем наблюдать, что термометр, который находится в потоке воздуха, охладится значительно сильнее и быстрее, чем тот, что находится в спокойном воздухе. Его показания будут ниже.

Объяснение заключается в следующем. Непосредственно над поверхностью влажной ткани образуется слой воздуха, насыщенный водяным паром. Этот слой препятствует дальнейшему испарению, так как молекулы пара начинают конденсироваться обратно в жидкость с той же скоростью, с которой происходит испарение. Движение воздуха (ветер) сдувает этот насыщенный паром слой, заменяя его более сухим воздухом. Это позволяет процессу испарения продолжаться с высокой скоростью. Более интенсивное испарение приводит к более быстрому отводу тепла и, соответственно, к более сильному охлаждению.

Ответ: Скорость испарения увеличивается при движении воздуха над поверхностью жидкости.