Обсуди с товарищами, страница 60 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

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

Решение

Конденсация водяного пара в капельки дождя или его превращение в снежинки (десублимация) — это физические процессы, представляющие собой фазовые переходы вещества из газообразного состояния в жидкое или твердое. Согласно законам термодинамики, такие переходы всегда сопровождаются выделением или поглощением энергии.

Процесс, обратный конденсации, — это парообразование (испарение). Чтобы жидкость превратилась в пар, ей необходимо сообщить энергию, которая пойдет на преодоление сил межмолекулярного притяжения. Эта энергия, называемая теплотой парообразования, поглощается из окружающей среды, что приводит к ее охлаждению. Именно поэтому, когда с нашей кожи испаряется вода, мы ощущаем прохладу.

Конденсация является экзотермическим процессом, то есть процессом, идущим с выделением тепла. Когда молекулы водяного пара в атмосфере объединяются, образуя капли воды или кристаллы льда, они переходят в состояние с более низкой внутренней энергией. Энергия, которая была затрачена на испарение, высвобождается обратно в окружающую среду в виде тепла. Эта энергия называется скрытой теплотой конденсации. Количество выделившейся теплоты ($Q$) можно рассчитать по формуле: $Q = L \cdot m$, где $m$ — это масса сконденсировавшегося пара, а $L$ — удельная теплота парообразования (для воды ее значение очень велико: $L \approx 2.26 \cdot 10^6$ Дж/кг).

При образовании снежинок (прямой переход пара в лед) выделяется еще больше тепла, так как в этом случае суммируется теплота конденсации и теплота кристаллизации.

Так как в атмосферных процессах, таких как формирование облаков и выпадение осадков, участвуют огромные массы водяного пара, общее количество выделяемой энергии оказывается колоссальным. Эта энергия нагревает окружающие воздушные массы, что и приводит к локальному потеплению.

Ответ: Конденсация пара в капли дождя или снежинки ведет к потеплению, потому что это экзотермический фазовый переход. При переходе из газообразного состояния в жидкое или твердое, вещество выделяет в окружающую среду энергию, называемую скрытой теплотой конденсации (или десублимации). Эта выделяемая энергия и нагревает атмосферный воздух.