Номер 9, страница 46, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 3. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 18. Скорость процесса испарения. Насыщенный пар - номер 9, страница 46.

Условие.

9*. Объясните с точки зрения молекулярной теории известные вам способы увеличения скорости процесса испарения.

Решение.

Решение

Испарение – это процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное, происходящий на поверхности жидкости. С точки зрения молекулярной теории, испарение заключается в том, что отдельные молекулы, находящиеся у поверхности жидкости и движущиеся с достаточно большой скоростью, преодолевают силы притяжения со стороны других молекул и покидают жидкость. Скорость испарения — это количество жидкости, испаряющееся в единицу времени с единицы площади поверхности. Существует несколько способов увеличить эту скорость.

1. Повышение температуры

Температура является мерой средней кинетической энергии молекул вещества. С повышением температуры средняя кинетическая энергия молекул жидкости увеличивается. В результате возрастает число молекул, обладающих достаточной энергией, чтобы преодолеть силы межмолекулярного притяжения и вылететь с поверхности жидкости. Таким образом, чем выше температура жидкости, тем больше молекул в единицу времени покидает её поверхность и тем интенсивнее идет процесс испарения.

Ответ: Повышение температуры увеличивает среднюю кинетическую энергию молекул, в результате чего большее их число способно преодолеть силы притяжения и покинуть жидкость, что ускоряет испарение.

2. Увеличение площади свободной поверхности

Процесс испарения происходит только со свободной поверхности жидкости. Чем больше площадь этой поверхности, тем большее число молекул одновременно находится в условиях, позволяющих им покинуть жидкость. Следовательно, при увеличении площади поверхности (например, если разлить воду по широкой тарелке вместо того, чтобы держать её в узком стакане) общее число молекул, покидающих жидкость за единицу времени, возрастает, что ведет к увеличению скорости испарения.

Ответ: Увеличение площади поверхности предоставляет большему числу молекул возможность одновременно покинуть жидкость, что прямо пропорционально увеличивает скорость испарения.

3. Наличие ветра над поверхностью жидкости

Непосредственно над поверхностью жидкости образуется слой пара – скопление молекул, уже покинувших жидкость. Этот пар может стать насыщенным, что приводит к установлению динамического равновесия: сколько молекул покидает жидкость, столько же возвращается в неё из пара (процесс конденсации). Ветер или любой другой поток воздуха уносит молекулы пара от поверхности жидкости. Это снижает концентрацию пара над поверхностью и, соответственно, уменьшает скорость обратного процесса — конденсации. Поскольку скорость "вылета" молекул из жидкости (при той же температуре) не меняется, а скорость их возвращения падает, чистая (результирующая) скорость испарения увеличивается.

Ответ: Ветер удаляет молекулы пара от поверхности жидкости, уменьшая их концентрацию и предотвращая их конденсацию обратно в жидкость, что увеличивает итоговую скорость испарения.

4. Род жидкости

Скорость испарения также зависит от сил межмолекулярного взаимодействия в самой жидкости. В жидкостях, где эти силы малы (например, эфир, спирт, ацетон), молекулам требуется меньше кинетической энергии, чтобы вырваться на свободу. Поэтому при одинаковой температуре такие летучие жидкости испаряются значительно быстрее, чем жидкости с сильными межмолекулярными связями (например, вода, где действуют водородные связи).

Ответ: Чем слабее межмолекулярные силы притяжения в жидкости, тем легче молекулам их преодолеть и покинуть поверхность, что приводит к более высокой скорости испарения.