Как ускорить испарение воды?
Во-первых, увеличить площадь испарения: не закрывать бочку крышкой. Кроме того, можно обложить бочку тканью, верхний конец которой опустить в саму бочку. Опыт такой делали в школе по биологии.
Во-вторых, ускорить обмен воздуха над бочкой. Сделать это можно либо расположив бочку на открытой местности (её будет обдувать ветром), либо направить на бочку вентилятор. Это позволит держать влажность воздуха непосредственно над бочкой на предельно низком уровне.
Если следовать условиям задачи, то есть ускорить испарение воды в бочке но нельзя её нагревать, то можно предложить несколько способов.
добавить в воду соль соль увеличет скорость теплообменна.
Плохое качество тротуаров можно отнести к качеству дорог.Тротуары отдельно не приводятся, как отдельное от покрытия дорог.И скорее всего тротуар можно отнести к городским или внутри дворовым дорогам.
Вот один из сайтов, где можно ознакомиться с образцом написания лучше коллективной жалобы для большей эффективности.
В прилагаемой жалобе лучше приложить описание дефекта покрытия тротуара, размер ямы, количество, протяжённость, а главное, адрес и место нахождение.Также не исключается приложенная фотография покрытия тротуара.
И лучше писать коллективную жалобу с приложенными подписями и расшифровками их.
Ответим: от чего зависит скорость испарения жидкости и приведем примеры опытов для доказательства
Разбираясь с вопросом, от чего зависит скорость испарения жидкости, нужно рассматривать закономерности влагообмена, встречающиеся в повседневной жизни. Так, теплообмен напрямую влияет на улетучивание молекул любого раствора. Частицы легче отрываются от поверхности при достаточном запасе кинетической энергии. Последняя сообщается в процессе, когда мы пытаемся остудить чашку кофе или чая, обдувая поверхность стакана.
Физические процессы
Рассмотрим, от чего зависит скорость испарения жидкости при различных условиях. Влияние оказывают свет от солнца, ветер, состав раствора, температура. Сам физический процесс испарения можно представить как хаотичное движение невесомых шариков. Каждый из них обладает определенным запасом кинетической энергии. Получать последнюю они могут извне или от соседствующих молекул.
В результате выхода молекул из раствора получается газообразное вещество. Отсюда следует первое, от чего зависит скорость испарения жидкости — от плотности мельчайших частичек над поверхностью любого жидкого вещества. Но на весь процесс влияет и плотность самого раствора. Молекулам легче оторваться в очищенном от солей дистилляте, чем преодолевать давление тяжелых частиц.
Процесс испарения наблюдают из любого вещества: твердого, жидкого. Разрежение в воздухе облегчает выход частиц с поверхности, повышенная влажность тормозит их движение. Подогрев раствора на огне повышает обмен кинетической энергии между молекулами, помогая разрушать установившиеся связи.
От чего зависит скорость испарения жидкости? От площади поверхности, с которой будут вылетать молекулы. Так, с разлитой лужи вода исчезнет быстрее, чем из бутылки с узким горлышком. Ветер поможет высвободить наиболее кинетически заряженные частички.
Опыт № 1. Площадь
Скорость испарения жидкости зависит от площади поверхности сосуда, в котором она находится. Доказательством этому служит опыт, в котором подбирают несколько видов емкостей, различающихся по форме горлышка. Везде наливают одинаковое количество однородного раствора.
Горлышки открытые. Засекают время и по его истечении производят замер оставшегося объема жидкости в каждом сосуде. Составляется таблица, и по результатам несложно заметить, что наименьшее количество будет в самой широкой емкости. Однако учитывается еще много факторов: температура, движение и плотность воздуха в помещении.
Еще один простой опыт позволяет проверить, как зависит скорость испарения жидкости от площади. Нужно просто вылить воду из сосуда на пол и засечь время. Соответственно, можно увидеть, что разлитый объем практически моментально исчезнет, в отличие от жидкости в сосуде.
Опыт № 2. Источник движения воздуха
Скорость испарения увеличивается, если напротив поверхности установить источник движения воздуха. Помочь в этом может вентилятор или другой аналогичный прибор. Время сократится при использовании нагревательных элементов.
Фен способен испарить значительный объем за минуты, тогда как под воздействием вентилятора вода аналогичного объема будет исчезать целые сутки. Не только колебания воздуха влияют на выход молекул жидкости с поверхности, но и движение самого объема с жидкостью облегчает такой процесс.
Постоянное перемешивание жидкости в стакане помогает перераспределять энергию между частицами. Движение ускоряет процесс теплоотдачи от раствора воздушной среде, а это, соответственно, влияет на скорость испарения. Так, при помешивании горячего чая часть жидкости поднимается в виде пара.
Опыт № 3. Плотность среды
На скорость испарения влияет плотность среды — как самой жидкости, так и воздуха над ней. Проводят эксперимент: в одном сосуде будет вода с солью, во втором — отфильтрованная вода аналогичного объема. Через сутки соляной раствор изменит свой объем на незначительную часть по сравнению с количеством жидкости во втором сосуде.
В домах на морском побережье можно заметить, что постиранные вещи сохнут довольно долго. Это связано с повышенной влажностью воздуха. Соответственно, и испарение из сосуда в таком месте более длительное, чем вдалеке от моря, реки, озера.
За чашкой чая и испарение
Цель работы: Изучить явление испарения, его применение в быту и природе.
Задачи: Изучить и описать физический смысл процесса испарения. Рассмотреть особенности протекания испарения. Провести опыты, описывающие скорость процесса.
Обоснование выбора темы
Прочитала я однажды притчу о ходже Насреддине:
Однажды Насреддин сказал друзьям:
– Несколько дневных часов летом равноценны трем зимним дням.
– Почему так? – полюбопытствовали они.
– Я это установил на опыте,– отвечал ходжа.– Когда я постираю свою одежду зимой, требуется три дня, чтобы она высохла. А если постираю ее летом после обеда, она высыхает до вечера.
И задумалась: почему?
Проводя влажную уборку квартиры, я обратила внимание, что после мытья полы высыхают по-разному при разных окружающих условиях. При изучении физики в 8 классе (1), я узнала, что полы «высыхают», испаряясь. Я решила глубже изучить данное явление и провести сопутствующие эксперименты.
Введение
Вода имеет ключевое значение в создании и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды. Она является важнейшим веществом для всех живых существ на нашей планете. Вода уникальна. Это единственное вещество, которое мы можем наблюдать в трёх агрегатных состояниях: твёрдом, жидком и газообразном. Из повседневных наблюдений известно, что количество воды, эфира, бензина и другой жидкости, которая находится в открытом сосуде, постепенно уменьшается. На самом деле жидкость не может исчезнуть бесследно, она превращается в пар. Явление превращения жидкости в пар называется парообразованием. (1)
Научное описание и объяснение явлений
Испарение– это парообразование, происходящее с поверхности жидкости. Мы знаем, что молекулы жидкости движутся с разными скоростями. При испарении жидкость покидают молекулы, имеющие большие скорости, они способны преодолеть притяжение соседних молекул. Средняя скорость движения молекул, оставшихся в сосуде, становится меньше. Если вылетает больше молекул, чем возвращается обратно, жидкость испаряется. Некоторые из молекул приобретают при этом скорость, достаточную, чтобы, оказавшись у поверхности жидкости, вылететь из нее.
Скорость испарения жидкости зависит от:
Соответствие рассмотренных физических явлений выбранной теме
1. Испарение происходит тем быстрее, чем выше температура жидкости
Вывод: испарение зависит от температуры жидкости.
2. Скорость испарения зависит от рода жидкости
Я налила два бокала горячего чая: в большом красном бокале в чай добавила немного молока, а в маленький – жирных сливок. Через некоторое время я заметила, что чай со сливками практически не испарился. С точки зрения молекулярной физики, жирные сливки увеличивают не только плотность жидкости, но и силу притяжения молекул внутри. Поэтому, имея одинаковую скорость движения, молекулы горячего чая со сливками менее покидают поверхность из-за притяжения внутри жидкости.
Вывод: Испарение зависит от рода жидкости.
3. При ветре, который уносит молекулы пара, испарение происходит быстрее
Я налила два бокала горячего чая и начала дуть на поверхность, создавая струю воздуха, уносящую испарившиеся молекулы. Чем больше скорость ветра, тем больше скорость испарения, т.к. поток воздуха уносит влагу с поверхности и приносит сухие массы воздуха.
Вывод: Испарение зависит от скорости рассеивания испарившихся молекул в воздухе.
Зная, от каких причин зависит скорость испарения, мы можем объяснить теперь, зачем, например, переливают чай из стакана в блюдце, дуют на горячий суп или кашу, обмахиваются веером. (1)
Интересные факты
Распространено мнение, что «процесс испарения – это охлаждающий процесс».
По мере того, как самые быстрые, а значит, обладающие большей энергией, молекулы покидают жидкость, общая энергия жидкости уменьшается. Значит, жидкость охлаждается. Если в комнате сквозняк, нам сразу станет холодно, когда выходишь из ванны, даже если температура воздуха достаточно высокая, то «поёживаешься» от ощущения прохлады.
Если подуть на руку, то почувствуешь прохладу, хотя дыхание и теплое, а рука не влажная. Обдувание ускоряет испарение небольшого количества влаги, постоянно присутствующего на коже. Нам кажется, что в ветреную погоду холоднее.
Я наблюдала процесс испарения неоднократно — мокрый пол высыхает, то же самое происходит с бельем на веревке.
Если необходимо ускорить испарение, мы нагреваем жидкость или дуем на нее. Поэтому появился фен для волос.
Говоря о практическом применении явления испарения, можно отметить, что быстроиспаряющиеся жидкости нашли применение в работе холодильного оборудования. В жарких странах принято хранить воду в глиняных кувшинах: вода в них всегда прохладная, так как происходит постоянное ее испарение через стенки сосуда, а так как глина плохо проводит тепло, теплообмен с окружающей средой слаб. При поездке в поезде летом очень просто получить из теплой воды достаточно холодную. Для этого бутылку с водой можно завернуть в сырую марлю и выставить в окно движущегося поезда. Через 10-20 минут вода будет холодной. (5)
Заключение
Изучив явление испарения, я убеждаюсь о его широком проявлении и применении. Привожу строки из «Королевы» С.А.Есенина:
Пряный вечер. Гаснут зори. По траве ползет туман…… И это все испарение.
Диплом «Влияние примесей на скорость испарения воды»
ГБОУ Гимназия № 000
«Московская городская педагогическая гимназия-лаборатория»
Влияние примесей на скорость испарения воды
3.2. Список литературы
Испарение происходит с интенсивным поглощением тепла, поэтому вода, охлаждающаяся без него, охлаждается медленней, чем с ним.
Актуальность: Если с помощью малого количества примесей можно замедлять или ускорять испарение, то можно контролировать испарение в больших водоемах.
Цель: Исследовать зависимость интенсивности испарения воды от поверхностных пленок на воде.
Задача: Сравнить изменение температуры воды, которая испаряется, не испаряется (испарению можно помешать при помощи крышки) и водой с примесями, интенсивность испарения которой зависит от самой примеси.
Молекулы воды, которые имеют достаточную кинетическую энергию и находятся близко к поверхности, способны оторваться от остальных молекул воды, т. е. происходит испарение. Если быстрые молекулы находятся в толще воды, а не на поверхности, то, ударяясь о другие молекулы, совершают над ними работу и теряют свою энергию. Быстрые молекулы воды, которые оторвались от поверхности воды, уносят энергию с собой, поэтому внутренняя энергия воды понижается, и она охлаждается.
Некоторые примеси, например, поверхностно-активные вещества (ПАВ), могут образовывать молекулярную пленку, снижая поверхностное натяжение на поверхности воды. Эта пленка может помешать молекулам проходить через нее. Снижение поверхностного натяжения может наоборот, облегчить прохождение молекул воды через поверхность воды. В зависимости от того, какой из этих факторов сильнее изменяет скорость испарения, она может изменяться в большую или меньшую сторону.
Мы измеряли температуру воды, которая испаряется, не испаряется (испарению мы мешали при помощи крышки) и воды с примесями, интенсивность испарения которой зависит от примеси. При этом начальная температура воды в обоих случаях одинакова, также одинаковы все остальные условия проведения экспериментов. Температуру мы измеряли при помощи термометров, подключенных к компьютеру системой LabQuest, и программы Logger Lite 1.6.1. Вода остывала в кюветах с площадью поверхности 3*10-3 м2 и объемом 1,64*10-4 м3. Мы находили мощность остывания для каждого случая с единицы площади за каждые 5 секунд проведения эксперимента по следующей формуле:
, где
1. c – удельная теплоёмкость воды (с=4200 Дж/(кг *К))
2. m – масса воды в кюветах (в нашем случае m=0,164 кг)
3. S – площадь поверхности кювет (в нашем случае S=3,168*10-3 м2)
4. t – промежуток времени между считываниями данных (в нашем случае t=5 с)
5. T2-T1 – изменение температуры за время t
Мощность остывания складывается из мощности испарения (конвекция над сосудом), которая нам и нужна, и других мощностей (теплопередача, излучение, конвекция возле сосуда). Исключить эти факторы из эксперимента невозможно, но возможно исключить испарение, закрыв сосуд крышкой. После этого мы вычитали из мощности остывания с испарением мощность остывания без испарения, и получали чистую мощность испарения воды при данной температуре. Если вычитать из мощности остывания воды с примесью мощность остывания воды с крышкой, то получим мощность испарения воды с примесью. Эту мощность мы сравнивали с мощностью испарения чистой воды с помощью графиков.
В качестве примесей для образования поверхностных пленок мы использовали подсолнечное масло, эфирный раствор стеариновой кислоты, растворы разных моющих средств, мыльный раствор. При этом некоторые из них замедляли испарение, некоторые – ускоряли, а некоторые не влияли на него.
Рассмотрим графики зависимости средних мощностей испарения чистой воды и воды с примесями при данной температуре от температуры.
1. 
Зависимость средней мощности испарения чистой воды и воды с маслом при данной температуре от температуры
2. 
Зависимость средней мощности испарения чистой воды и воды с поверхностной пленкой стеариновой кислоты при данной температуре от температуры
3. 
Зависимость средней мощности испарения чистой воды и воды с моющим средством «Миф» при данной температуре от температуры
4. 
Зависимость средней мощности испарения чистой воды и воды с моющим средством «Cif» при данной температуре от температуры
5. Зависимость средней мощности испарения чистой воды и воды с моющим средством «Help» при данной температуре от температуры
6. Зависимость средней мощности испарения чистой воды и воды с моющим средством «Help» при данной температуре от температуры
7. 
Зависимость средней мощности испарения чистой воды и воды с мыльным раствором при данной температуре от температуры
Следующая таблица представляет то, насколько уменьшилась средняя мощность испарения с данной примесью в процентах (отрицательное значение говорит о том, что она увеличилась).
Среднее уменьшение мощности испарения с примесью
Поверхностная пленка стеариновой кислоты
Моющее средство «Миф»
Моющее средство «Cif»
Моющее средство «Help» (1 эксперимент)
Моющее средство «Help» (2 эксперимент)
Мыльный раствор (4 мл)
Мыльный раствор (8 мл)
Мы видим, что поверхностная пленка стеариновой кислоты не влияет на скорость испарения. Моющие средства для посуды («Миф» и «Cif»), а также мыльный раствор замедляют испарение. Масло и моющее средство для стекол («Help») ускоряет испарение. Из среднего замедления испарения и графиков можно заметить, что такие примеси, как «Help», «Миф» и мыльный раствор довольно сильно влияют на скорость испарения, «Cif» и масло влияют гораздо меньше, а пленка стеариновой кислоты не влияет вовсе.
Вывод: С помощью примесей можно довольно сильно влиять на испарение, и, как следствие, можно их применять для контроля испарения. Но примеси могут повлиять не только на испарение, но и на другие процессы.
1. Chemistry and Technology of Surfactants / Edited by Richard J. Farn. — Blackwell Publishing Ltd, 2006. — 315 p.
2. Dierker M., Schäfer H. J. Surfactants from oleic, erucic and petroselinic acid: Synthesis and properties // European Journal of Lipid Science and Technology. — 2010. — Т. 112. — № 1. — С. 122.
3. Поверхностно-активные вещества: синтез, свойства, анализ, применение = Surfactants. A Practical Handbook / Пер. с англ. — СПб.: «Профессия», 2004. — 240 с.
5. Мыла (химич.) — статья из Большой советской энциклопедии
Факторы, влияющие на скорость испарения жидкости.
VI районная научно-практическая конференция
школьников Яшкинского района «Открытия юных исследователей»
Факторы, влияющие на скорость испарения жидкости.
автор: Лужкова Алина Сергеевна
МБОУ «СОШ №2Яшкинского
адрес:652010, пгт. Яшкино, ул. Пограничная,18
Локк Наталья Викторовна,
МБОУ «СОШ №2Яшкинского
адрес: 652010, пгт. Яшкино, ул.Мирная,12
Яшкинский район 2015
Механизм процесса испарения ………………………………………..3
Факторы, влияющие на скорость испарения жидкости….…………..4
1.4Роль испарения в природе и в жизни человека ……………..………..4
2.2 Результаты проведенных опытов ……………………………………..6
Цель исследования: исследовать зависимость скорости испарения воды от различных факторов среды.
Для достижения цели поставили следующие задачи:
изучить литературу по данному вопросу, материалы Интернет-сайтов;
установить опытным путем, какие факторы влияют на скорость испарения;
выяснить, какова роль испарения в природе и в жизни человека;
исследовать и проанализировать, что знают об испарении ученики нашего класса;
поделиться полученными знаниями с другими ребятами;
Объект исследования: испарение жидкости (воды)
Предмет исследования: факторы, влияющие на скорость испарения жидкости.
Гипотеза: скорость испарения зависит от рода вещества, площади поверхности жидкости и температуры воздуха, объема жидкости, наличие перемещающихся воздушных потоков над ее поверхностью.
Поиск необходимой информации в литературных источниках и сети Интернет.
Анализ и обработка информации.
Анкетирование, анализ и обобщение результатов анкетирования.
1.1 Что такое испарение?
Испарение – это процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное. Обычно под испарением понимают переход жидкости в пар, происходящий со свободной поверхности жидкости. Испарение происходит с поверхности воды, почвы, растительности, льда, снега и т.д. за счет энергии, получаемой Землей от Солнца.
Процесс испарения состоит в том, что вода из жидкого или твердого состояния превращается в пар. Молекулы воды, находясь в непрерывном движении, преодолевают силу взаимного молекулярного притяжения и вылетают в воздух, находящийся над поверхностью воды.
Вылетевшие с поверхности воды молекулы образуют над ней пар. У оставшихся молекул воды при соударениях изменяются скорости, некоторые из молекул приобретают при этом скорость, достаточную для того, чтобы, оказавшись у поверхности, вылететь из жидкости. Этот процесс продолжается непрерывно, поэтому вода испаряется непрерывно. Таков механизм испарения.
1.3 Факторы, влияющие на скорость испарения жидкости
Существует несколько факторов, влияющих на скорость испарения жидкости.
1.Какая из луж, образовавшихся после дождя, высохнет быстрее: большая или маленькая? Скорость испарения жидкости зависит от объёма, поэтому меньшая лужа высохнет быстрее.
2. Где вода испарится быстрее: в круглой тарелке или в высоком кувшине? Скорость испарения жидкости зависит от площади ее поверхности: чем больше площадь поверхности, тем больше будет количество частиц, покидающих жидкость, и испарение будет происходить быстрее.
3.В какой день вода луж, прудов, озер, рек, морей, влага, содержащаяся в растениях, испаряется быстрее: солнечный или пасмурный? С увеличением температуры испарение происходит быстрее – в теплой жидкости скорость движения молекул больше, больше молекул имеет шанс покинуть жидкость и перейти в состояние, которое мы называем «газ».
4.Зачем жители полярных стран смазывают жиром лицо в сильный мороз? Скорость испарения зависит от рода жидкости, жир испаряется медленно, поэтому кожа лица не переохлаждается
5.Вы пьете чай, он очень горячий. Что вы сделаете, чтобы он остыл быстрее? Белье высыхает быстрее в какую погоду – в ветреную или тихую? Если воздух над жидкостью движется, то он сдувает, уносит молекулы, которые перешли из жидкости в газ, и вместе с тем освобождает пространство для следующих молекул. В этом случае процесс испарения ускоряется.
Таким образом, проанализировав литературу по теме, мы узнали, что скорость испарения зависит от ряда факторов.
1.4 Роль испарения в природе и в жизни человека
Главную роль в круговороте воды в природе играет испарение.Это непрерывный процесс. Испарение происходит с поверхности океана, суши и ее водоемов.
Испарение играет огромную роль в растительном, животном мире и в жизни человека. Оно предохраняет человека, животных и растения от перегрева.
Ни одно растение не может жить без воды. Она составляет от 70 до 95% сырой массы тела растения. Все процессы жизнедеятельности организма протекают с использованием воды: прорастание семян, рост и развитие взрослого растения, фотосинтез, образование плодов и семян. Важно, что при испарении поддерживается непрерывный ток воды по растению снизу вверх. Клетки листа, отдавшие воду, начинают активно её поглощать из сосудов жилок. Вместе с водой к клеткам поступают растворённые вещества. Следовательно, питание клетки прямо связано с испарением. При испарении организм растения охлаждается. Если процесс испарения нарушен, растение в потоках яркого солнечного света может пострадать от ожогов.
У растений засушливых мест, где воды в почве очень мало, а воздух горячий и сухой, имеются разнообразные приспособления, позволяющие уменьшить потерю влаги. У кактусов вместо листьев колючки; так как их поверхность небольшая, то испарение замедлено. У алоэ листья узкие, покрытые восковым налетом, предохраняющим от интенсивного испарения.
Для уравновешивания неизбежной потери воды за счет испарения многие животные всасывают ее через покровы тела в жидком или газообразном состоянии (амфибии, насекомые, клещи). В теплорегуляции птиц большую роль играют воздушные мешки. В жаркое время с поверхности воздушных мешков испаряется влага, что способствует охлаждению организма. В связи с этим в жаркую погоду птицы открывают клюв.
Организм человека, с помощью испарения охлаждается. Для терморегуляции организма важную роль играет потоотделение. Оно обеспечивает постоянство температуры тела человека или животного. За счет испарения пота уменьшается внутренняя энергия, благодаря этому организм охлаждается.
На производстве испарение применяется для сушки деталей. В технике испарение применяется как средство для очистки веществ или разделения жидких смесей перегонкой (получение бензина, керосина). Процесс испарения также лежит в основе двигателей внутреннего сгорания, холодильных установок, а также в основе всех процессов сушки в сушильных камерах.
Глава II . Результаты проведенного исследования
Чтобы выяснить, знают ли одноклассники что-нибудь о процессе испарения, я провела анкетирование среди ребят (Приложение 1, 2). В анкетировании приняло участие 20 одноклассников. В результате анкетирования выяснили:
Чаще всего наблюдали процесс испарения:
2.2Результаты проведенных опытов.
Для исследования зависимости скорости испарения от различных факторов был проведен ряд опытов.
Проверка зависимости скорости испарения жидкости от её объема.
Оборудование: два одинаковых стакана, вода, мензурка.
Возьмем два одинаковых стакана и нальем в них воду в разных объемах. Поместим стаканы в одинаковые условия и будем наблюдать
Вывод: скорость испарения зависит от объёма жидкости (массы). При одинаковой температуре воды и внешних условиях в обоих стаканах вода испарилась с одинаковой скоростью. В том стакане, где объём воды был меньше, она испарилась раньше, чем в том, где объём был больше;
Проверка зависимости скорости испарения жидкости от величины её поверхности.
Оборудование: стакан, тарелка, вода, мензурка.
Для проведения опыта возьмём стакан и тарелку. Нальём в них воду одинаковой массы и температуры. Поместим в среду с одинаковыми условиями. Будем наблюдать.
Вывод : по результатам опыта видно, что скорость испарения зависит от величины её поверхности. Если в узкий и широкий сосуд налить одинаковый объём воды, то можно увидеть, что в широком сосуде вода испаряется быстрее. Следовательно, чем больше площадь поверхности, тем большее число молекул вылетает в воздух. Значит, скорость испарения зависит от площади поверхности жидкости.
Проверка зависимости скорости испарения жидкости от температуры.
Оборудование: 2 одинаковых стакана, вода, мензурка.
Возьмем 2 одинаковых стакана и нальем в них воду одинаковой массы и температуры. Поставим 1 стакан с водой в теплое место, а другой в более прохладное место и будем наблюдать до тех пор, пока вода в одном из стаканов не испарится.
