Рассмотрим только с точки зрения механики: "При испарении улетают самые быстрые молекулы, и средняя скорость, а значит энергия, а значит температура оставшихся будем меньше".
То есть мне кажется, что для того чтобы вода охладилась посредством того что из нее вылетают самые быстрые молекулы например со 100 градусов до 50, должно "улететь" приличное количество молекул, и жидксти должно существенно поубавится... или может обьем воды по факту будет тем же, но расстояние между молекулами увеичится?) разьясните нубу плиз)
Естественные науки
Почему при остывании воды в емкости остается почти вся вода, ведь молекулы же улетают, и ее должно быть НАМНОГО меньше..
Деточка, вся проблема в том, что удельная теплота испарения жидкости намного больше удельной теплоемкости жидкости в расчете на градус. Сравни: удельная теплота испарения воды 2260 кДж/кг и удельная теплоемкость воды 4,187 кДж/(кг*град). Пусть масса воды при 100 градусах равна х кг, посчитаем какую долю воды у кг надо испарить, чтобы оставшаяся часть воды (x-y) кг остыла до 50 градусов. Составляем ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ тепловой баланс:
y*2260=(x-y)*4,187*(100-50)
2260*y=209,35*х-209,35*y
2469,35*y=209,35*x
y=0,085*x
То есть, теоретически достаточно испарить 8,5% воды (примерно 1/12 ее часть), чтобы оставшаяся часть воды остыла со 100 до 50 градусов. А в реальности - еще меньше, потому что вода остывает не только за счет ее испарения, а еще и за счет теплообмена с окружающей средой через стенки сосуда, и даже просто наливая воду из чайника в чашку ты уже охлаждаешь воду за счет нагревания самой чашки, не говоря уже об остывании струи кипятка при наливании, а это остывание вносит весьма существенный вклад. Попробуй, например, налить воду из чайника (проще из САМОВАРА, у него трубка с краником) в чашку (или тарелку, в чашку трудно попасть) с высоты МЕТРА. Ты увидишь, что температура воды в чашке или тарелке уже сразу будет весьма сильно отличаться от ее температуры в чайнике, ее сразу можно пить и при этом вовсе не обжигаться...
И, конечно, ты совершенно прав в последнем комментарии к своему вопросу: средняя скорость движения молекул в газовой фазе НАМНОГО превышает среднюю скорость молекул в жидкой фазе. Именно поэтому удельная теплота испарения жидкости на несколько порядков (в случае воды на 2,5 порядка, в 500 раз!) превышает ее теплоемкость в расчете на градус.
y*2260=(x-y)*4,187*(100-50)
2260*y=209,35*х-209,35*y
2469,35*y=209,35*x
y=0,085*x
То есть, теоретически достаточно испарить 8,5% воды (примерно 1/12 ее часть), чтобы оставшаяся часть воды остыла со 100 до 50 градусов. А в реальности - еще меньше, потому что вода остывает не только за счет ее испарения, а еще и за счет теплообмена с окружающей средой через стенки сосуда, и даже просто наливая воду из чайника в чашку ты уже охлаждаешь воду за счет нагревания самой чашки, не говоря уже об остывании струи кипятка при наливании, а это остывание вносит весьма существенный вклад. Попробуй, например, налить воду из чайника (проще из САМОВАРА, у него трубка с краником) в чашку (или тарелку, в чашку трудно попасть) с высоты МЕТРА. Ты увидишь, что температура воды в чашке или тарелке уже сразу будет весьма сильно отличаться от ее температуры в чайнике, ее сразу можно пить и при этом вовсе не обжигаться...
И, конечно, ты совершенно прав в последнем комментарии к своему вопросу: средняя скорость движения молекул в газовой фазе НАМНОГО превышает среднюю скорость молекул в жидкой фазе. Именно поэтому удельная теплота испарения жидкости на несколько порядков (в случае воды на 2,5 порядка, в 500 раз!) превышает ее теплоемкость в расчете на градус.
Людмила Померанцева
спасибо ваш ответ был самым полным, и до окнца проясняющим ситуацию)) и разрешите придраться)) на 2.5 порядка, можно ли так говорить?) это как я понимаю 10^2.5, или это чисто простонародное выражение "на порядок"?)
Именно "приличное" количество и улетает. Как раз столько, сколько идет на охлаждение за счет испарения и теплообмена с окружающей средой. Плюс тепло- и массоперенос, зависящие от множества факторов - воздушные потоки, материал сосуда и т. д. . Ведь при обычной температуре вода тоже испаряется.
А плотность воды (расстояние между молекулами) тоже меняется с температурой. Так что лучше судить по массе, а не по объему.
А плотность воды (расстояние между молекулами) тоже меняется с температурой. Так что лучше судить по массе, а не по объему.
Ну ёмкость с водой не только за счёт испарения кипятка остывает, но ещё из-за конвективного теплообмена и за счёт излучения нагретого тела в более холодную среду...
Ну, а если последними двумя факторами даже пренебречь (к примеру горячая вода в каком-то супер-термосе), то и тогда испарение 1 г воды равнозначно охлаждению 100 г воды на 50 град. Ц.
Ну, а если последними двумя факторами даже пренебречь (к примеру горячая вода в каком-то супер-термосе), то и тогда испарение 1 г воды равнозначно охлаждению 100 г воды на 50 град. Ц.
Вот тут ты не прав : должно "улететь" приличное количество молекул
Похожие вопросы
- Почему скорость звука в воздухе меньше скорости звука в воде и намного меньше скорости звука в стали?
- Вопрос об быстром остывании воды!?
- Почему нельзя кипятить воду в чайнике повторно?
- Почему луна притягивает воду в океанах но не все остальное?
- Химики, помогайте !) Как объяснить школьнику , почему при смешивании воды и спирта объем полученной смеси будет меньше
- Почему при грозе вода в водоеме теплеет?
- Если по теории Боза-Эйнштейна при замерзании воды, ее молекулы замедляют движение, а при температуре -459 С они превращ
- Почему не замерзает вода?.
- Почему после кипения воды в микроволновой печи и последовательного добовления туда сахара она шипит как гозировка?
- Почему облака(пар воды) не притягиваются гравитацией?Ведь вода тяжелее воздуха.