Испарение стакан с водой

Испарение и конденсация воды. Несколько практических советов

Вода – одно из самых распространенных и вместе с тем самое удивительное вещество на Земле. Вода находится повсюду: и вокруг нас, и внутри нас. Мировой океан, состоящий из воды, покрывает ¾ поверхности земного шара. Любой живой организм, будь то растение, животное или человек, содержит воду. Человек более чем на 70% состоит из воды. Именно вода – одна из главнейших причин возникновения жизни на Земле. Как и любое вещество, вода может находиться в различных состояниях или, как говорят физики, ‑ агрегатных состояниях вещества: твердом, жидком и газообразном. При этом постоянно происходят переходы из одного состояния в другое – так называемые фазовые переходы. Одним из таких переходов является испарение, обратный процесс называется конденсацией. Давайте попробуем разобраться, как можно использовать это физическое явление, и что нужно знать об этом.

В процессе испарения вода переходит из жидкого состояния в газообразное, при этом образуется водяной пар. Это происходит при любой температуре, когда вода находится в жидком состоянии (0 0 – 100 0 С). Однако скорость испарения не всегда одинаковая и зависит от ряда факторов: от температуры воды, от площади поверхности воды, от влажности воздуха и от наличия ветра. Чем выше температура воды, тем быстрее двигаются ее молекулы и тем интенсивнее происходит испарение. Чем больше площадь поверхности воды, а испарение происходит исключительно на поверхности, тем больше молекул воды смогут перейти из жидкого состояния в газообразное, что увеличит скорость испарения. Чем больше содержание водяных паров в воздухе, то есть чем выше влажность воздуха, тем менее интенсивно происходит испарение. Кроме того, чем больше скорость удаления молекул водяного пара от поверхности воды, то есть чем больше скорость ветра, тем больше скорость испарения воды. Также следует отметить, что в процессе испарения воду покидают самые быстрые молекулы, поэтому средняя скорость молекул, а, значит, и температура воды уменьшаются.

Учитывая описанные закономерности, важно обратить внимание на следующее. Очень горячий чай пить не безвредно. Однако чтобы его заварить, требуется вода с температурой, близкой к температуре кипения (100 0 С). При этом вода активно испаряется: над чашкой с чаем хорошо видны поднимающиеся струйки водяного пара. Чтобы быстро охладить чай и сделать чаепитие комфортным, нужно увеличить скорость испарения, и охлаждение чая произойдет существенно быстрее. Первый способ известен всем с детства: если подуть на чай и тем самым удалить молекулы водяного пара и нагретый воздух от поверхности, то скорость испарения и теплопередачи увеличится, и чай быстрее остынет. Второй способ часто использовали в старину: переливали чай из чашки в блюдце и тем самым увеличивали площадь поверхности в несколько раз, пропорционально увеличивая скорость испарения и теплопередачи, благодаря чему чай быстро остывал до комфортной температуры.

Охлаждение воды при испарении хорошо ощущается, когда летом выходишь из открытого водоема после купания. С влажной кожей находиться прохладнее. Поэтому чтобы не переохладиться и не заболеть, нужно обтереться полотенцем, тем самым остановить охлаждение, вызванное испарением воды. Однако это свойство воды – охлаждаться при испарении – иногда полезно использовать для того, чтобы немного понизить высокую температуру заболевшему человеку и тем самым облегчить его самочувствие при помощи компрессов или обтираний.

При конденсации вода из газообразного состояния переходит в жидкое с выделением тепловой энергии. Это важно помнить, находясь вблизи кипящего чайника. Струя водяного пара, выходящая из его носика, имеет высокую температуру (около 100 0 С). Кроме того, соприкасаясь с кожей человека, водяной пар конденсируется, тем самым увеличивая неблагоприятное термическое воздействие, что может привести к болезненным ожогам.

Также полезно знать, что в воздухе всегда содержится какое-то количество водяных паров. И чем выше температура воздуха, тем больше водяных паров может быть в атмосфере. Поэтому летом при заметном понижении температуры в ночное время часть водяных паров конденсируется и выпадает в виде росы. Если утром пройти босиком по траве, то она будет влажной и холодной на ощупь, так как уже активно испаряется благодаря утреннему солнцу. Похожая ситуация происходит, если зимой войти с улицы в теплое помещение в очках, ‑ очки будут запотевать, так как водяные пары, находящиеся в воздухе, будут конденсироваться на холодной поверхности стекол. Чтобы это предотвратить, можно воспользоваться обычным мылом и нанести на стеклах сетку с шагом около 1 см, а затем растереть мыло мягкой тканью, не спеша и не сильно нажимая. Стекла очков покроются тонкой невидимой пленкой и не будут запотевать.

Водяной пар, находящийся в воздухе, можно с большой точностью считать идеальным газом и рассчитывать параметры его состояния при помощи уравнения Менделеева-Клапейрона. Предположим, что температура воздуха днем при нормальном атмосферном давлении составляет 30 0 С, а влажность воздуха 50%. Найдем, до какой температуры должен охладиться воздух ночью, чтобы выпала роса. При этом будем считать, что содержание (плотность) водяных паров в воздухе не изменялось.

Плотность насыщенного водяного пара при 30 0 С равна 30,4 г/м 3 (табличное значение). Так как влажность воздуха 50%, то плотность водяных паров составляет 0,5·30,4 г/м 3 = 15,2 г/м 3 . Роса выпадет, если при некоторой температуре эта плотность будет равна плотности насыщенного водяного пара. Согласно табличным данным это наступит при температуре примерно 18 0 С. То есть, если ночью температура воздуха опустится ниже 18 0 С, то выпадет роса.

По предложенному методу мы предлагаем вам решить задачу:

В закрытой банке объемом 2 л находится воздух, влажность которого составляет 80%, а температура 25 0 С. Банку поставили в холодильник, внутри которого температура 6 0 С. Какая масса воды выпадет в виде росы после наступления теплового равновесия.

Автор: Матвеев К.В., методист ГМЦ ДО г. Москвы

Источник

Опыты и эксперименты с водой для дошкольников

Мария Роденко
Опыты и эксперименты с водой для дошкольников

Волшебница вода

Вода, пар, лёд – одно и то же вещество![/h4]

Налить в блюдце немного воды и поставить на 2-3 часа в морозилку. Что получилось?

Поставить блюдце со льдом на стол. Через сколько времени в нём снова окажется вода? Что произойдёт со льдом – твёрдой водой?

Оставить блюдце с водой на подоконнике на 2-3 дня. Скоро ли она испарится?

Объяснение: вода, пар, лёд – одно и то же вещество, но только в разных состояниях: жидком, твёрдом и газообразном.

2. Можно ли склеить бумагу водой?

Взять два листа бумаги, приложить их друг к другу и попробовать сдвинуть их в разные стороны. Получилось?

Затем намочить листы бумаги водой, приложить их друг к другу, слегка прижать и попробовать сдвинуть их, один в одну сторону, другой в другую.

Объяснение: вода обладает «склеивающим» действием, поэтому бумагу можно склеить водой.

3. Можно ли ускорить испарение воды?

Намочить руки водой из-под крана и быстро-быстро помахать ими. Что чувствуют руки? Почему это происходит?

Объяснение: испарение воды можно ускорить, например, создавая движение воздуха. При этом частички воды испаряются быстрее, унося с собой больше тепла. Поэтому руки ощущают прохладу при взмахах руками.

Взять мелкий песок или муку, сбрызнуть водой. Образуются капельки – шарики.

Обрызгать из пульверизатора листья растения. Какие получились капельки?

Объяснение: частички собирают вокруг себя капельки воды и образуют одну большую капельку-шарик, а когда множество капелек воды попадает на лист растения, они, собираясь вместе, образуют большую каплю-шар или даже маленькую лужицу.

5. Сахар растворяется в воде.

Положить в стакан кусочек сахара и налить чай тоненькой струйкой, стараясь попадать только на сахар. Сахар постепенно будет размываться, а потом… исчезнет? Конечно, нет.

Зачерпнуть ложкой немного чая из стакана и ложку чая из чайника, попробовать и сравнить вкус. Что можно почувствовать, одинаковый ли на вкус чай?

Объяснение: сахар растворяется в воде и смешивается с ней, поэтому вода становится сладкой.

6. Соль растворяется в воде.

В стакан с водой насыпать одну столовую ложку соли и перемешать.

Что произошло? Соль «исчезла»? дать ребёнку попробовать немного воды. Какой стала вода?

Объяснение: соль не исчезла, она растворилась в воде, и вода стала солёной.

Соль выпаривается и кристаллизуется. [/h4]

В стакан с водой насыпать 2-3 ложки соли. Перемешать до полного растворения. Затем поставить на солнечное место и наблюдать за поведением соли.

Через несколько дней на стенках стакана по мере испарения воды будут появляться кристаллики соли.

Объяснение: вода испаряется, а кристаллики соли оседают на стенках стакана.

8. Песок не растворяется.

Предложить ребёнку сравнить сахар и песок, узнать, что растворяется в воде, а что нет.

Размешать в одном стакане с водой ложку речного песка, а в другом ложку сахара. Дать отстояться.

Посмотреть, что произошло с песчинками и водой.

Объяснение: вода с речным песком стала мутной, грязной. Более тяжёлые песчинки опустились на дно, а мелкие плавают в воде, делая её мутной. Сахар стал невидимым в воде, вода его растворила.

Взять два одинаковых стакана, один с водой, а другой – пустой. Опустить трубочку для коктейля в стакан с водой, зажать её сверху указательным пальцем и, не отрывая пальца, перенести её в пустой стакан. Убрать палец от трубочки, и из неё вытечет вода.

Проделав то же самое несколько раз, можно перенести всю воду из одного стакана в другой.

Плавающая рыбка. [/h4]

На картоне нарисовать и вырезать рыбку. Налить в таз воды. Окунуть зубочистку в жидкое мыло или растительное масло и поставить точку на хвостике рыбки.

Положить рыбку на воду так, чтобы хвостик оказался у края таза, в результате рыбка поплывет.

Для повтора эксперимента нужно помыть и высушить таз.

Объяснение: капелька масла растекается по воде, её частички отталкиваются от частичек воды, и в результате рыбка плывёт.

11. Плавающее яйцо.

Литровую банку наполовину наполнить водой. Ложкой осторожно опустить в неё сырое яйцо и убрать ложку. Как поведёт себя яйцо?

Аккуратно вытащить яйцо. Насыпать в ту же банку с водой полчашки (125 мл) соли и размешать ложкой. Затем опустить яйцо в воду. Как теперь ведёт себя яйцо?

Объяснение: яйцо тонет в чистой воде, потому что оно тяжелее воды. Добавляя соль в воду, мы повышаем её плотность, и поэтому яйцо плавает в ней.

12. Поющие бутылки. Высокие и низкие звуки.

Заполнить водой 3 одинаковые бутылки до половины, а затем перелить половину воды из одной в другую. Поднести бутылку к губам, подуть поверх горлышка, чтобы услышать поющий звук. Подуть над другими бутылками, одинаково ли они поют?

Расположить бутылки в порядке высоты звука.

Объяснение: выдыхаемый воздух над бутылкой заставляет вибрировать воздух внутри неё. Высота звука зависит от количества воздуха внутри бутылки.

13. Радужная бумага.

Глубокую миску наполовину наполнить водой. Аккуратно капнуть каплю прозрачного лака для ногтей, лак растечётся по поверхности воды.

Погрузить в воду кусочек чёрной двухсторонней бумаги, вынуть его и просушить. На сухой бумаге можно увидеть радужные разводы.

Объяснение: лак образует на поверхности воды тонкую плёнку. Плёнка обволакивает бумагу, и свет, попадая на неё, отражается, образуя радужный узор.

14. Распускающиеся цветы.

Нарисовать и вырезать из цветной бумаги цветы с длинными лепестками. При помощи карандаша закрутить лепестки к центру цветка.

Налить в таз воду и опустить на неё цветочки. Они начнут расправлять лепесточки и распускаться.

Объяснение: при контакте с водой бумага намокает, становится тяжелее, и лепестки цветка начинают распускаться.

15. Не выливающаяся вода.

Налить до краёв в стакан воды. Положить сверху открытку или квадрат из плотного картона. Прижимая открытку к стакану рукой, перевернуть его вверх дном над раковиной.

Убрать руку. Что произошло?

Объяснение: открытка не падает, и вода не выливается, потому что воздух, находящийся в стакане, давит на неё снизу и прижимает её к краю стакана. Вода выльется, если открытку сдвинуть.

16. Невидимые чернила.

Выдавить сок из половинки лимона в чашку, добавить такое же количество воды. Обмакнуть ватную палочку в приготовленный раствор. Написать ей что-нибудь на листе бумаги.

Когда надпись высохнет, нагреть бумагу над включённой настольной лампой. На бумаге проявятся невидимые ранее слова.

Прыгающие зёрнышки.

В стакан налить газированную воду и опустить 6 зёрнышек риса.

Подождать несколько секунд и понаблюдать сквозь стакан, как зёрнышки начнут прыгать.

Объяснение: рис чуть тяжелее воды, когда он попадает в стакан, начинает опускаться. Пузырьки газа садятся на него и поднимают вверх. На поверхности пузырьки лопаются, и газ улетучивается. Отяжелевший рис вновь опускается вниз. Он будет опускаться, и подниматься, пока вода не «выдохнется».

Фотоотчет. Проект по ознакомлению детей младшей группы со свойствами воды Фотоотчет проекта по ознакомлению детей со свойствами воды в младшей группе. Уважаемые коллеги! Предлагаю вашему вниманию фотоотчет моей.

Кружок по экологии Вы слыхали о воде? Говорят она везде. В луже, в море, в океане И в водопроводном кране. Как сосулька замерзает, Паром в чайник заползает.

Источник

Испарение стакан с водой

Налита вода из крана. В гранёный стакан до дужки. Никаких подогреваний и вообще воздействий.

Особо недогадливые — возьмите стакан как окружность, среднее между большой и меньшей диагоналями. То есть объём и площадь по такой формуле. Комнатную температуру — пусть +20. Поверьте мне будет незначительно.

К чему спрашиваю? Нам такой вопрос задали за год до физики, в четвёртом классе. Не знаю из скольки учеников я смог это доказать, но я два раза в жизни проверял. Скажу так, хвизики правы. :dont::idea::dont:

ЗЫ. А к чему спрашиваю? Да, племянница есть у меня. В сентябре пошла на подготовительные перед школой. Ей училка сказала, как испариццо стакан. (ДУРА)

Все зависит от влажности, давлении, температуры в помещении.

Почему пусть, если брать НУ (нормальные условия) там по-моему +25, при 10 в 5 степени кПа.

pauk:
Собственно, сабж.☝:D

Налита вода из крана. В гранёный стакан до дужки. Никаких подогреваний и вообще воздействий.

Особо недогадливые — возьмите стакан как окружность, среднее между большой и меньшей диагоналями. То есть объём и площадь по такой формуле. Комнатную температуру — пусть +20. Поверьте мне будет незначительно.

К чему спрашиваю? Нам такой вопрос задали за год до физики, в четвёртом классе. Не знаю из скольки учеников я смог это доказать, но я два раза в жизни проверял. Скажу так, хвизики правы. 🙅☝🙅

ЗЫ. А к чему спрашиваю? Да, племянница есть у меня. В сентябре пошла на подготовительные перед школой. Ей училка сказала, как испариццо стакан. (ДУРА)

Я не физик точно, но в школе учил физику неплохо — испаряться будет не одну неделю даже в жару, что была этим летом (спецы поправят).

В свое время был вроде умным, но таких бестолковых вопросов нам не задавали и в конце школы — не то, что в садике.

Вывод правильный: училка — дура. Налейте ей стакан водки лучше и посмотрите, за сколько он испарится.😂

Источник