Номер 3, страница 58 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

3. Как предотвратить испарение воды в открытом сосуде?

Испарение — это процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в парообразное, который происходит на свободной поверхности жидкости. Полностью прекратить испарение в открытом сосуде невозможно, поскольку молекулы жидкости находятся в непрерывном хаотическом движении, и наиболее быстрые из них способны преодолеть силы притяжения и покинуть поверхность. Однако, интенсивность испарения можно значительно снизить, воздействуя на ключевые факторы, от которых она зависит.

Основные способы уменьшения испарения воды из открытого сосуда:

• Создание физического барьера на поверхности воды. Это самый эффективный метод. Можно налить на поверхность воды тонкий слой жидкости, которая не смешивается с водой, не испаряется сама и имеет меньшую плотность, например, растительное или минеральное масло. Слой масла создаст пленку, которая будет препятствовать выходу молекул воды в атмосферу.

• Уменьшение площади испарения. Скорость испарения прямо пропорциональна площади свободной поверхности жидкости. Следовательно, для уменьшения испарения следует использовать высокий и узкий сосуд вместо широкого и низкого. Также можно покрыть большую часть поверхности воды плавающими объектами, не впитывающими воду (например, специальными пластиковыми шарами или дисками), что сократит открытую площадь контакта воды с воздухом.

• Понижение температуры. С повышением температуры растет кинетическая энергия молекул, и большее их число оказывается способным покинуть жидкость. Соответственно, для замедления испарения необходимо понизить температуру воды и окружающей среды, поместив сосуд в прохладное место.

• Повышение влажности окружающего воздуха. Испарение происходит за счет разницы между давлением насыщенного пара у поверхности жидкости и парциальным давлением пара в окружающем воздухе. Если увеличить влажность воздуха (например, в закрытом помещении), эта разница уменьшится, и испарение замедлится. При 100% относительной влажности устанавливается динамическое равновесие: скорость испарения становится равной скорости конденсации, и видимое испарение прекращается.

• Предотвращение движения воздуха над поверхностью. Ветер или сквозняк уносят образовавшийся над водой пар, поддерживая низкую влажность вблизи поверхности и ускоряя тем самым испарение. Чтобы этого избежать, сосуд следует размещать в месте, защищенном от потоков воздуха.

Хотя вопрос касается открытого сосуда, стоит отметить, что самый радикальный способ предотвратить испарение — это закрыть сосуд крышкой, сделав систему замкнутой.

Ответ: Чтобы предотвратить (существенно замедлить) испарение воды в открытом сосуде, можно применить следующие методы: налить на поверхность воды тонкий слой масла; уменьшить площадь свободной поверхности воды (использовать узкий сосуд или плавающие покрытия); понизить температуру; повысить влажность окружающего воздуха; исключить движение воздуха (ветер, сквозняк) над поверхностью воды.