Номер 6, страница 72 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

6. Если на мокрую рубашку в комнате направить поток воздуха от вентилятора, то она высохнет намного быстрее. Объясните механизм этого явления. Поможет ли вентилятор, если относительная влажность воздуха будет $100\%$?

Объясните механизм этого явления.

Процесс высыхания рубашки — это испарение, то есть переход молекул воды с поверхности ткани в окружающий воздух. Скорость испарения зависит от нескольких факторов, включая температуру, площадь поверхности и влажность окружающего воздуха.

В неподвижном воздухе над поверхностью мокрой рубашки быстро образуется тонкий слой воздуха, насыщенный водяным паром. В этом слое достигается динамическое равновесие: число молекул воды, покидающих ткань (испарение), становится равным числу молекул, возвращающихся из воздуха обратно на ткань (конденсация). В результате чистое испарение замедляется или практически прекращается.

Вентилятор создает принудительную конвекцию — направленный поток воздуха. Этот поток сдувает слой воздуха, насыщенный влагой, от поверхности рубашки. На его место поступает новый, менее влажный (более сухой) воздух из комнаты. Поскольку этот новый воздух не насыщен паром, он может принять в себя новые молекулы воды, и процесс испарения возобновляется с высокой скоростью. Вентилятор постоянно поддерживает этот обмен, не давая воздуху у поверхности ткани насытиться.

Таким образом, механизм ускорения высыхания заключается в постоянном удалении влажного воздуха от поверхности ткани и замене его на более сухой, что поддерживает высокий градиент концентрации водяного пара и, как следствие, высокую скорость испарения.

Ответ: Вентилятор ускоряет высыхание, так как сдувает с поверхности ткани слой воздуха, насыщенный водяным паром, и заменяет его более сухим воздухом, что поддерживает высокую скорость испарения.

Поможет ли вентилятор, если относительная влажность воздуха будет 100%?

Относительная влажность 100% означает, что воздух уже максимально насыщен водяным паром при данной температуре. В таких условиях парциальное давление водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара. Это значит, что воздух больше не может принимать в себя влагу.

При 100% влажности между мокрой поверхностью и воздухом устанавливается динамическое равновесие: скорость испарения воды с рубашки равна скорости конденсации пара из воздуха на рубашку. В результате количество воды на рубашке не уменьшается, то есть она не сохнет.

Вентилятор в этой ситуации будет просто перемещать воздух, который уже насыщен влагой. Замена одного объема насыщенного воздуха на другой такой же насыщенный воздух не изменит условий для испарения. Процесс высыхания не начнется.

Ответ: Нет, вентилятор не поможет. При 100% относительной влажности воздух уже насыщен водяным паром и не может принять дополнительную влагу, поэтому испарение с поверхности рубашки происходить не будет.