Кипение. Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха
Материалы к уроку
Конспект урока
Мы ранее рассмотрели: если нагревать жидкость, то маленькие частицы, из которых состоит жидкость (молекулы ), будут двигаться быстрее, кинетическая энергия их будет больше, будет больше температура. Значит при малой температуре - молекулы движутся медленнее, при повышении температуры скорость движения молекул увеличивается.
До каких пор можно нагревать жидкость?
Конечно, при любых других ответах правильным ответом будет такой: при нормальных условиях жидкость можно нагревать до температуры, при которой начнется бурный процесс перехода молекул во всем объеме из жидкого состояния в газообразное, т.е. – до температуры кипения.
Интенсивный процесс парообразования, происходящий по всему объему жидкости, называется кипением. При кипении ее температура остается постоянной до тех пор, пока вся жидкость не выкипит. Температура, при которой при нормальных условиях кипит жидкость, называется температурой кипения. Температуры кипения различных жидкостей представлены в таблице…
Температура кипения жидкостей зависит от давления над поверхностью жидкости. Проведем несколько опытов, чтобы более глубоко понять процесс кипения.
Первый опыт. В толстостенный стеклянный сосуд (типа скороварки) нальем воду до половины, при помощи термометра будем определять температуру и при помощи манометра – определять давление . Этот сосуд имеет устройство для прочного герметичного закрепления крышки, чтобы пар во время опыта не был связан с атмосферой. При закипании воды образующийся пар остается в сосуде и создает все большее давление над поверхностью воды. При каком-то значении можно показать, что при давлении больше атмосферного температура кипения будет больше 100 градусов.
Сделаем вывод: при давлении, большем атмосферного, температура кипения воды больше 100 градусов.
Второй опыт. Под колокол воздушного насоса поместим стакан с горячей водой в 90 или 95 градусов. Начинаем откачивать воздух ( при помощи насоса Комовского). При каком – то значении (примерно 660-600 мм рт. ст.) вода закипит.
Можно привести маленький отрывок из Жюля Верна. Когда путешественники поднялись на гору около 3000 м , сделали привал, повар приготовил суп с мясом. Никто за столом не мог прожевать мясо: оно оказалось не сваренным. Повар утверждал, что добросовестно варил мясо в кипящей воде около часа (оказалось, что вода кипела при 86 градусах на высоте 3000 м. Понятно, что в обычных условиях, мясо полежало бы при 86 градусах около часа и не сварилось).
Сделаем вывод: при давлении, меньше атмосферного, вода кипит при температуре, меньше 100 градусов.
При нормальных условиях вода кипит при 100 градусах, получая энергию от нагревателя. Поэтому - при кипении энергия поглощается. 1 кг пара при 100 градусах имеет внутреннюю энергию больше, чем 1 кг воды при 100 градусах.
Мы говорили, что испарение происходит при любой температуре с поверхности жидкости. Поэтому в воздухе всегда имеется какое-то количество паров воды. В холодное время – меньшее количество, в теплое время - большее. Количество паров ( в граммах), находящееся в 1 куб.м воздуха при данной температуре характеризуется абсолютной влажностью воздуха. Важное значение для самочувствия людей, сохранения продуктов питания, для нормального состояния жилых помещений имеет относительная влажность воздуха. Обычно ее обозначают греческой буквой «фи», которая равна отношению абсолютной влажности к тому количеству паров в 1 куб. м воздуха, которой приводит пар в состояние насыщения ( пишем формулу: фи равняется отношению «ро» к «ро» нулевому, умноженные на 100%) Имеются специальные приборы, по которым можно определить относительную влажность. Рассмотрим некоторые из них.
Прибор 1.Волосяной гигрометр. Главной частью этого прибора является длинный волос конский или человеческий.
Волос при увеличении влажности – удлиняется, при уменьшении влажности – сокращается ( укорачивается, даже закручивается при слишком теплом и сухом воздухе). Это и используется в приборе: один конец волоса закрепляется, на другой конец прикрепляется легкий грузик, нить предварительно намотана на легкий цилиндр на оси, к которому прикреплена легкая стрелка. При увеличении влажности – волос удлиняется, стрелка поворачивается вправо и показывает в процентах относительную влажность.
Прибор 2. Определитель точки росы. Главная часть этого прибора - небольшая цилиндрическая установка на стойке с отверстием вверху. Туда наливается эфир и вставляется термометр. Имеется приспособление для присоединения гибкого тоненького шланга со специальной грушей для продувания воздуха. Передняя стенка цилиндра имеет никелированную («зеркальную») поверхность. При продувании воздуха эфир испаряется достаточно быстро, при этом происходит охлаждение. Нужно определить, при какой температуре на «зеркале» появится роса - запотевание зеркальной поверхности. Затем по таблице смотрят: чему равна плотность пара при этой температуре росы. Именно это будет являться абсолютной влажностью для данной температуры в комнате ( например, в момент опыта в комнате была температура 20 градусов. Теперь по таблице смотрим: при 20 градусах чему рана плотность паров насыщения. И по формуле определяем относительную влажность.
Прибор 3. Психрометр - прибор из 2 термометров. Один – «сухой» -показывает температуру сейчас в помещении ( например 20град). Второй – «влажный», он обернут во влажную тряпочку. При испарении происходит охлаждение, и он показывает меньшую температуру (например, 15 град). Нужно определить разность температур: сухого и влажного термометров (например: 20 -15=5) и по специальной психрометрической таблице посмотреть на пересечении: сухого, вертикального (20гр) и разности в горизонтальной части (5 град) видим число 59%. Это и есть относительная влажность воздуха.
Итак, мы рассмотрели, что происходит с молекулами жидкостей, когда их нагревают и доводят до температуры кипения. В обоих случая парообразования количество молекул в воздухе увеличивается, при этом увеличивается абсолютная и относительная влажность воздуха, которые имеют существенное значение для жизни человека. Сегодня мы познакомились и с приборами, по которым определяется влажность воздуха.
Остались вопросы по теме? Наши педагоги готовы помочь!
Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам
Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки
Повысим успеваемость по школьным предметам
Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ