Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.13: Вода - Тепло випаровування

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    4966

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Поясніть, як теплота випаровування пов'язана з температурою кипіння води

    Вода в рідкому вигляді має незвично високу температуру кипіння, значення, близьке до 100° C В результаті мережі водневого зв'язку, присутньої між молекулами води, для перетворення одного грама рідкої води в водяну пару, потрібна висока витрата енергії, яка називається теплом випаровування. Вода має значення теплоти пароутворення 40,65 кДж/моль. Для здійснення цієї зміни води потрібна значна кількість теплової енергії (586 калорій). Цей процес відбувається на поверхні води. У міру нагрівання рідкої води водневий зв'язок ускладнює відокремлення молекул води один від одного, що потрібно для того, щоб вона увійшла в свою газоподібну фазу (пар). Як результат, вода діє як радіатор або тепловий резервуар, і для кипіння потрібно набагато більше тепла, ніж рідина, така як етанол (зерновий спирт), водневий зв'язок з іншими молекулами етанолу слабкіший, ніж водневий зв'язок води. Зрештою, коли вода досягає температури кипіння 100° Цельсія (212° за Фаренгейтом), тепло здатне розірвати водневі зв'язки між молекулами води, а кінетична енергія (рух) між молекулами води дозволяє їм виходити з рідини як газ. Навіть коли нижче температури кипіння, окремі молекули води набувають достатньо енергії один від одного, так що деякі молекули поверхневої води можуть виходити і випаровуватися; цей процес відомий як випаровування.

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Вологість, випаровування та кипіння: (а) Через розподіл швидкостей та кінетичних енергій деякі молекули води можуть відриватися до парової фази навіть при температурах нижче звичайної температури кипіння. (b) Якщо контейнер герметичний, випаровування триватиме до тих пір, поки не буде достатньої щільності пари, щоб швидкість конденсації дорівнювала швидкості випаровування. Ця щільність пари і парціальний тиск, який він створює, є значеннями насичення. Вони збільшуються з температурою і не залежать від присутності інших газів, наприклад повітря. Вони залежать тільки від тиску пари води.

    Той факт, що водневі зв'язки потрібно розірвати, щоб вода випарувалася, означає, що в процесі використовується значна кількість енергії. У міру випаровування води енергія забирається процесом, охолоджуючи середовище, де відбувається випаровування. У багатьох живих організмах, включаючи людину, випаровування поту, що становить 90 відсотків води, дозволяє організму охолодитися, щоб можна було підтримувати гомеостаз температури тіла.

    Ключові моменти

    • Дисоціація рідких молекул води, яка змінює речовину на газ, вимагає великої кількості енергії.
    • Температура кипіння води - це температура, при якій достатньо енергії для розриву водневих зв'язків між молекулами води.
    • Вода перетворюється з рідкої форми в газоподібну форму (пар) при досягненні тепла випаровування.
    • Випаровування поту (в основному води) відводить тепло з поверхні шкіри, охолоджуючи організм.

    Ключові умови

    • теплота випаровування: енергія, необхідна для перетворення заданої кількості речовини з рідини в газ при заданому тиску (часто атмосферному тиску).