Aurutamisprotsess. Aurustumine - kirjutage Antoshkale

Ümbritsev maailm on omavahel seotud organism, milles kõik elus- ja eluta looduse protsessid ja nähtused toimuvad mingil põhjusel. Teadlased on tõestanud, et isegi väikesed inimeste sekkumised toovad kaasa tohutuid muutusi. Vaatamata sellele unustavad inimesed, et nad on ka lahutamatu osa ümbritsevast maailmast. Sellega seoses toimuvad muutused inimkonnas tervikuna.

Lastele hakatakse kõike eluprotsesside ja loodusnähtuste kohta õpetama juba koolis, mis on väga oluline nende edasiseks mõistmiseks enda ümber toimuvast. Teatavasti õpitakse teemat “Aurustumine” (8. klass) just keskkooli õppekava raames, kui õpilased on juba valmis probleemidele mõtlema.

Kuidas toimub aurustumine?

Kõik teavad, mis on aurustamine. See on nähtus, kus erineva konsistentsiga ained muutuvad auruks või gaasiks. On teada, et see protsess toimub sobival temperatuuril.

Tavaliselt looduslikes tingimustes paljud ained (nii tahked kui vedelad) praktiliselt ei aurustu või aurustuvad väga aeglaselt. Kuid on ka proove, näiteks kamper ja enamik vedelikke, mis tavatingimustes aurustuvad väga kiiresti. Sellepärast hakati neid lendama kutsuma. Seda protsessi saate märgata lõhna abil, kuna paljud kehad on mürgised.

Vedeliku (vesi, alkohol) aurustumist saab jälgida, jälgides seda teatud aja jooksul. Siis hakkab selle aine maht vähenema.

Elu alus Maal

Nagu teate, on vesi ümbritseva maailma olemasolu. Ilma selleta pole eksistentsi võimalik, kuna kõik elusolendid koosnevad 75% ulatuses veest.

See on eriline ühend, mille omadused on erakordsed. Ja ainult tänu selle nähtuse sellistele kõrvalekalletele on võimalik elu sellisel kujul, nagu praegu planeedil eksisteerib.

Inimkond on sellest imest huvitatud juba iidsetest aegadest. Isegi filosoof Aristoteles kuulutas 4. sajandil eKr, et vesi on kõige algus. 17. sajandil soovitas Hollandi mehaanik, füüsik, matemaatik, astronoom ja leiutaja Huygens termomeetri skaala põhitasemeteks kehtestada keeva vee ja jää sulatamise koefitsiendid. Kuid inimkond sai teada, mis on aurustamine palju hiljem. 1783. aastal reprodutseeris prantsuse loodusteadlane ja kaasaegse keemia rajaja Lavoisier valemi - H2O.

Vee omadused

Üks selle aine uskumatuid omadusi on H2O võime normaalsetes tingimustes eksisteerida kolmes erinevas olekus:

• tahkes (jääs);
• vedelik;
• gaasiline (vedeliku aurustumine).

Lisaks on vee tihedus teiste ainetega võrreldes väga suur, samuti kõrge aurustumissoojus ja varjatud sulamissoojus (neeldunud või vabanenud soojuse hulk).

H2O-l on veel üks omadus - võimalus muuta selle tihedust sõltuvalt termomeetri näitude muutustest. Ja kõige hämmastavam on see, et kui seda kvaliteeti poleks, ei saaks jää hõljuda ning mered, ookeanid, jõed ja järved jäätuksid põhjani. Siis ei saaks elu Maal eksisteerida, sest veekogud on mikroorganismide esimene pelgupaik.

H2O tsükkel looduses

Kuidas see protsess toimub? Ringlus on pidev protseduur, sest maailmas on kõik omavahel seotud. Tsükli abil luuakse tingimused elu eksisteerimiseks ja arenguks. See esineb veekogude, maa ja atmosfääri vahel. Näiteks kui pilved põrkuvad külma õhuga kokku, tekivad suured tilgad, mis seejärel langevad sademete kujul. Seejärel toimub aurustumisprotsess, mille käigus päike soojendab maa tasapinda, veekogusid ja vedelik tõuseb ülespoole atmosfääri.

Taimestik võtab niiskust mullast ja veeringlus toimub lehtede pinnalt. Seda protseduuri nimetatakse transpiratsiooniks ja see on füüsiline ja bioloogiline protsess.

Maapinnale lähedased atmosfääri kihid muutuvad seejärel heledamaks ja hakkavad ülespoole liikuma. Väiksemad veepiisad atmosfääris täienevad ligikaudu iga kaheksa kuni üheksa päeva järel.

Aurustumine toimub tsükli tulemusena ja see on oluline komponent H2O ringluses looduses. See protsess seisneb vee muutmises vedelast või tahkest olekust gaasiliseks ja ligipääsmatu auru eraldumisest õhku.

Lenduvus ja aurustumine

Mis vahe on mõistetel "aurustamine" ja "aurustamine"? Vaatame kõigepealt esimest ametiaega. See on piirkonna kliima näitaja, mis määrab, kui palju vedelikku on pinnalt maksimaalselt aurustunud. Kui võtta arvesse, et territooriumi niiskus, nagu märkis G. N. Võssotski, koosneb sademete ja aurustumise suhtest, siis on see mikrokliima kõige olulisem näitaja.

Samuti on teatav sõltuvus: kui aurustumine on väiksem, siis on niiskus suurem. Kirjeldatud protsess põhineb õhuniiskusel ja sõltub sellest.

Mis on nähtus, mille käigus aine muutub teatud faasis vedelikust auruks või gaasiks. Seda protsessi nimetatakse kondenseerumiseks. Kui võrrelda neid kahte nähtust, on lihtne kindlaks teha, kui ligipääsetavad on vee- või jäävarud aurustumiseks.

Aurustumisprotsess: tingimused

Õhus on alati teatud kogus H2O molekule. See indikaator varieerub sõltuvalt teatud tingimustest ja seda nimetatakse niiskuseks. See on koefitsient, mis mõõdab atmosfääri mahtu. Sõltuvalt sellest on piirkondade kliima erinev. Niiskus on kõikjal. Seda on kahte tüüpi:

1. Absoluutne – veemolekulide arv ühes kuupmeetris atmosfääris.
2. Suhteline - auru ja õhu protsentuaalne suhe. Näiteks kui õhuniiskus on 100%, tähendab see, et atmosfäär on täielikult veeosakestega küllastunud.

Mida kõrgem on aurustumistemperatuur, seda rohkem on õhus H2O molekule. Seega, kui suhteline õhuniiskus kuumal päeval on 90%, on see näitaja, et atmosfäär on äärmiselt küllastunud pisikestest tilkadest.

Üksikasjad

Oletame, et kõrge õhuniiskusega ruumis ei aurustu seal seisev vesi üldse. Kuigi kui õhk on kuiv, muutub auruga küllastumise protsess pidevaks, kuni see on sellega täielikult täidetud. Kui õhk järsult jahtub, aurustub seda varem küllastunud veeaur peatumata ja settib kaste kujul. Kui aga piisavalt niisutatud õhku soojendatakse, jätkub küllastusprotsess.

Mida kõrgem on temperatuur, seda intensiivsem on aurustumine ja ruumi küllastavate aurude nn elastsus suureneb. Keemine toimub siis, kui aururõhk on võrdne vedelikku ümbritseva gaasi rõhuga. Keemistemperatuur varieerub sõltuvalt ümbritsevast gaasirõhust ja tõuseb selle tõustes.

Kas aurustumine toimub kiiresti?

Nagu teate, on vee auruks muutmise protsess otseselt seotud vedelike olemasoluga. Seetõttu võime kokkuvõtteks öelda, et see nähtus on looduse ja tööstuse jaoks väga oluline.

Uurimise ja katsetamise käigus selgus aurustumiskiirus. Lisaks said teatavaks mõned sellega kaasnevad nähtused. Kuid nad näevad välja väga vastuolulised ja tänapäevani pole nende olemus veel selge.

Pange tähele, et aurustumiskiirus sõltub paljudest teguritest. Seda võivad mõjutada:

• mahuti suurus ja kuju;
• välised ilmastikutingimused;
• t° vedelik;
• atmosfäärirõhk;
• vee struktuuri koostis ja päritolu;
• selle pinna iseloom, millelt aurustub;
• mõned muud põhjused, näiteks vedeliku elektrifitseerimine.

Veelkord veest

Aurumine toimub kõikjalt, kus on vedelikku: järvedest, tiikidest, märgadest objektidest, inimeste ja loomade kehadest, taimede lehtedest ja vartest.

Näiteks päevalill eraldab oma lühikese eluea jooksul õhku 100 liitrit niiskust. Ja meie planeedi ookeanid eraldavad aastas ligikaudu 450 000 kuupmeetrit vedelikku.

Vee aurustumise temperatuur võib olla mis tahes. Kuid kui see läheb soojemaks, kiireneb vedeliku ülemineku protsess. Pange tähele, et suvekuumuse ajal kuivavad maapinnal olevad lombid palju kiiremini kui kevadel või sügisel. Ja kui väljas on tuuline, toimub aurustumine veelgi intensiivsemalt kui olukordades, kus õhk on rahulik. Lumel ja jääl on ka see omadus. Kui riputate pesu talvel õue kuivama, siis see esmalt külmub ja siis mõne päeva pärast kuivab.

Vee aurustumise temperatuur 100°C on kõige intensiivsem tegur, mille juures nimetatud protsess saavutab oma kõrgeima tulemuse. Sel ajal toimub keemine, kui vedelik muutub intensiivselt auruks - läbipaistvaks, nähtamatuks gaasiks.

Kui vaadata mikroskoobi all, koosneb see üksikutest H2O molekulidest, mis asuvad üksteisest kaugel. Kuid kui õhk jahtub, muutub veeaur nähtavaks, näiteks udu või kastena. Atmosfääris saab seda protsessi jälgida tänu pilvedele, mis tekivad veepiiskade muutumise tõttu nähtavateks jääkristallideks.

Loodusstatistika

Niisiis, saime teada, mis on aurustumine. Pangem nüüd tähele tõsiasja, et see on tihedalt seotud õhutemperatuuriga. Järelikult muutub päeval lõuna paiku kõige rohkem kuupmeetreid vett auruks. Lisaks on see protsess kõige intensiivsem soojadel kuudel. Aastatsükli kõige tugevam aurustumine toimub kesksuvel, nõrgim aga talvel.

Iga inimene vastutab keskkonnaseisundi eest. Selle ettepaneku mõistmiseks on vaja aru saada lihtsast arvutusest. Kujutagem ette, et inimene räägib oma abitusest seoses keskkonnakatastroofi ärahoidmisega ja usub, et ta ei suuda midagi teha. Kui aga korrutada üksikisiku üks tähtsusetu tegu 6,5 miljardi inimesega maa peal, saab selgeks, miks tasub niimoodi vaielda.

Teadlased on selle pärast muret tundnud väga pikka aega. Esimesed uuringud viidi läbi antiikajal, kui teadmisi oli veel vähe. Kuid juba siis tahtsid inimesed teada kõiki saladusi, mida vesi varjab. Loomulikult on viimase 200 aasta jooksul tehtud kõige rohkem eluks kasulikke uuringuid ja avastusi. Vaatamata füüsika kiirele arengule alates seitsmeteistkümnendast sajandist uurisid vett vähesed ja ainus asi, mida neil aastatel tehti, oli vee puhastamine.

Ja isegi see, et soe toit eksisteeris tuhandeid aastaid, ei häirinud teadlasi. Selle mõju kehale ei huvitanud füüsikuid kohe. Ja ometi tehti esimesi samme 16. sajandil. Sel ajal uurisid nad ennekõike niiskuse ja auru mõju inimesele. Ta oli ju ainuke omataoline objekt, mida sai uurida. Kõigepealt võrdlesime temperatuure, võrdlesime löögi omadusi ja leppisime kokku, millel võib olla nii kasulikke kui ka negatiivseid mõjusid. Piisab auru liigsest kuumutamisest, liiga kaua aurustumise säilitamisest – teisisõnu, kõik, mis oleks inimese nahale “liiga palju”, oleks kahjulik.

Steam isiklikuks kasutamiseks

Seetõttu püüdsid nad uusi avastusi otsides selgitada lubatud auru parameetreid. Täpsem uurimistöö algas palju hiljem, kui auru hakati kasutama tööstuses, kui aurumasinate areng muutis maailma. Tuli vaja täpselt välja arvutada jõud, mida aur endas kannab ja mis võib kolbe liigutada ja rattaid pöörata. Klassikaline Newtoni füüsika lakkas sel hetkel olemast - see loodi tahkete ainete jaoks ja niiskus ei olnud selline. Isegi kui keha pinnal on veidi vedelikku, siis ka sellisel juhul oleks kehade potentsiaalsete vastastikmõjude arvutamine võimatu.

Vee aurustumise tõttu toimusid muutused ka kehade vastastikmõjudes. Jahutamine, deformatsioon - kõik see oli vedeliku molekulide vabanemise tagajärg niiskuse põhimahust. Huvitav, kui tugev see mõju võib olla? Kujutagem ette tavalist teekannu. Sellesse valatakse kolm liitrit vett. Kolme liitri vee täielikuks auruks muutmiseks gaasipliidil kulub vähemalt poolteist tundi (siin oleneb kõik veekeetja kujust ja pliidi võimsusest). Kolm liitrit vett sisaldavad 10 26 molekuli. Vedelikust eralduvate molekulide mõju vedelikule endale on vaid tuhandikud. See on põhjus, miks keegi ei saa mõju märgata. Lisaks võib täiesti tasasel pinnalt mis tahes molekul lahti tulla 0–180 kraadise nurga all, mis annab keskmiselt (tõenäosusteooria järgi) vastupidise jõu, mis on suunatud rangelt allapoole.

Vaata videofilmi “Mis juhtub, kui vesi lahtiselt pindadelt aurustub”

MCT ja natuke vedelikku

Seda kõike on mõistagi mõnevõrra raske mõista, sest molekulaarkineetiline teooria kujunes välja juba 19. sajandil, mil füüsika jõudis elementaarainete koostisosadeni. Kuid ilma selleta on siiski võimatu mõista, miks veepinnalt aurustuvate molekulide vaheline kaugus suureneb. Pealegi suureneb see kohe mitmel põhjusel.

Esimene põhjus on väga lihtne ja kõigile arusaadav: liikudes ühest agregatsiooniseisundist teise, nihkuvad molekulid laiuselt lahku, nendevahelised vahed suurenevad ja vastastikmõju väheneb. Ka teine ​​põhjus pole keeruline: kuumutamisel liiguvad molekulid kiiremini ja seetõttu saavad nad rohkem energiat ning tänu sellele saavad võimaluse eemalduda teiste läheduses asuvate molekulide mõjust. Kui järele mõelda, siis üleminek teise agregatsiooniseisundisse on samuti võimalik ainult mõne teise aine puhul. Sellepärast see kõik taandub lihtsalt kineetilise energia suurendamisele.

Kui vesi keha pinnalt aurustub, siis selle molekulide vaheline kaugus suureneb... kas alati?

Vaatame, mida see tähendab. Meenutagem lihtsaid probleeme palliga: pumpasime selle soojas tuppa üles, viisime külma kätte – ja sai pehmeks. Fakt on see, et molekulid on pidevas liikumises. On võimatu tuvastada olekut (välja arvatud absoluutne null, mis on samuti kättesaamatu), milles molekulid ei liiguks. Seetõttu on olekute +100 ja -50 vahel ainus erinevus molekulide liikumise kiiruses. Võib tunduda, et erinevus on tühine, kuid tegelikult suureneb tõsise temperatuurimuutusega liikumiskiirus mitu korda.

Aurukatla tekitatud kahjustused

Meenutades anuma seinte gaasirõhu sõltuvust temperatuurist, leiame, et kui see tõuseb 100 kraadi võrra, siis rõhk tõuseb kümneid kordi. Järelikult suureneb kiirus sama palju. Normaalse, kõrge ja ülerõhuga arvestades võib meenutada nii liiga kuuma auruga täidetud boileri plahvatust, külmaga autode pooltühje rehve kui ka palju muid näiteid. Ja kui sellel iseenesest on mingi mõju, siis selle aur avaldab tavaliselt anuma seintele palju tugevamat survet.

Kuna keha pinnal ja veepinnal on peaaegu alati niiskust (isegi minimaalse niiskuse ja madala temperatuuri korral), täheldatakse rõhku mis tahes maapealsetes tingimustes. Need on väga mitmekesised: Antarktika ja Aafrika tunduvad olevat teineteisest väga kaugel, kuid tegelikult võib mõlemas kohas täheldada sama niiskust.

Mis puudutab niiskuse ja auru mõju kehadele, siis tuleb arvesse võtta kümneid tegureid: liikumiskiirus, õhuniiskus, ümbritseva õhu temperatuur, keskkonna tüüp ja mitmed teised. Nendest sõltub näiteks kuuli trajektoor, keha deformatsiooniaste ja palju-palju muud.

molekulaarne side

Kuid isegi siis, kui molekulide vaheline kaugus on suur, tekib sidejõud. Selle mõju tõttu võib kineetiline energia suureneda või väheneda. Universaalse gravitatsiooniseaduse kohaselt tõmbuvad kaks molekuli jõuga, mis on võrdeline nende massiga ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. See tähendab, et jõud väheneb kauguse suurenedes, kuid ei kao kunagi täielikult. Seetõttu ei lagune isegi väga kuumutatud aur kunagi üksikuteks molekulideks, olenemata sellest, kui kõrge temperatuur on.

Teed osakese juurde saab vähendada, kuid siin töötab juba teine ​​teooria, ideaalse gaasi teooria. Ligikaudu arvestades võib aru saada, et temperatuuri tõus ei too alati kaasa gaasi tiheduse muutumist. Seal on kolm peamist parameetrit: temperatuur, maht ja rõhk. Mida kõrgem on temperatuur, seda suurem on rõhk konstantsel mahul. Kui rõhku suurendatakse, siis konstantse mahuga temperatuur tõuseb - kuid kaugus ei muutu. Pole midagi üllatavat, sest äsja hakati käsitlema klassikalisi isobaarilisi protsesse.

Füüsika ja teekann

Veega töötades puutub füüsika pidevalt kokku. Selle seadustest on võimatu mitte mingil juhul lahti saada. Kui uuritakse laine liikumist või molekuli lendu objekti pinnalt, kui vaadeldakse vedeliku liikumist anumas, kasutatakse kõikjal MKT-d - molekulaarkineetiline teooria. Ja kui füüsika oli koolis igav, siis isegi igapäevaste asjade õppimiseks tasub rakendada mõnda huvitavat teooriat. Muide, vedeliku käitumist anumas saab väga üksikasjalikult uurida teekannu näitel. Kui vedelik aurustub või kuumeneb, liiguvad üksikud alad. Mõned molekulid pääsevad aurustumisel välja, teised aga tulevad tagasi. Kui toimub 100% tootlus, nimetatakse süsteemi küllastunud. Nullniiskuse korral kipub tagasipöörduvate molekulide arv olema null.

Nii saate matemaatilisi ja füüsikalisi seadusi kasutada, et kõik kuni sajandikuni välja arvutada. Aga kui soovite lihtsalt teada seadusi, millele vesi allub, siis peate lihtsalt lugema meie artikleid, mis paljastavad mitte ainult vedeliku olemuse, vaid ka selle saladusi.

Vesi atmosfääris. Vee omadused

Vesi on kõikjal maa peal. Ookeanid, mered, jõed, järved ja muud veekogud hõivavad 71% maakera pinnast. Atmosfääris sisalduv vesi on ainus aine, mis võib seal olla korraga kõigis kolmes faasis (tahkes, vedelas ja gaasilises olekus).

Meteoroloogia jaoks olulisemad vee füüsikalised omadused on toodud tabelis 6.

Tabel 6 – vee füüsikalised omadused (Rusin, 2008)

Kliima kujunemiseks olulised vee omadused:

· vesi on kiirgusenergia neelaja;

· on teiste maakera ainete hulgas üks kõrgemaid erisoojusmahtuvuse väärtusi (see mõjutab maa ja mere kuumenemise erinevust, kiirguse ja soojuse tungimist sügavale pinnasesse ja veekogudesse);

· ideaalne (peaaegu) lahusti;

· veemolekulide dipoolne (bipolaarne) struktuur tagab kõrge keemistemperatuuri (ilma vesiniksidemeteta oleks keemistemperatuur -80°C).

Paisub külmumisel erinevalt teistest kokkutõmbuvatest ainetest. (vee maksimaalne tihedus täheldatakse temperatuuril +4°C; jää tihedus on väiksem kui vee tihedus: destilleeritud 1/9, meri 1/7; kergem jää hõljub veepinnal ).

Tänu aurustumis- ja kondenseerumisprotsessidele toimub atmosfääris pidevalt veeringe, milles osaleb märkimisväärne mass seda. Keskmiselt iseloomustavad pikaajalist veeringlust järgmised andmed (tabel 1):

Tabel 1 – Veeringe karakteristikud Maal (Matveev, 1976)

	Sademed, mm/aastas	Aurustumine, mm/aastas	Äravool, mm/aastas
Mandrid
Maailma ookean
Maakera

Ookeanide (361 mln km 2) pinnalt aurustub aasta jooksul 1127 mm paksune veekiht (ehk 4,07 10 17 kg vett), merepinnalt 446 mm (ehk 0,66 10 17 kg vett). mandritel. Aastas langeva sademekihi paksus ookeanidel on 1024 mm (ehk 3,69 10 17 kg vett), mandritel - 700 mm (ehk 1,04 10 17 kg vett). Sademete hulk mandritel ületab oluliselt aurumist (254 mm võrra ehk 0,38·10 17 kg vett). See tähendab, et ookeanidest jõuab mandritele märkimisväärne kogus veeauru. Seevastu vesi, mis pole mandritel aurustunud (254 mm), voolab jõgedesse ja sealt edasi ookeani. Ookeanidel ületab aurumine (103 mm võrra) sademete hulga. Vahet täiendab vee äravool ookeanidest.

Aurustumine ja volatiilsus

Vesi satub atmosfääri Maa pinnalt (reservuaarid, pinnas) aurustumise tulemusena; seda eritavad elusorganismid eluprotsessis (hingamine, ainevahetus, transpiratsioon taimedes); see on vulkaanilise tegevuse, tööstusliku tootmise ja erinevate ainete oksüdatsiooni kõrvalsaadus.

Aurustumine(tavaliselt vesi) - veeauru sattumine atmosfääri kõige kiiremini liikuvate molekulide eraldumise tõttu vee, lume, jää, märja pinnase, tilkade ja atmosfääri kristallide pinnalt.

Aurumist maapinnalt nimetatakse füüsiline aurustamine. Füüsiline aurustamine ja transpiratsioon koos - evapotranspiratsioon.

Aurustumise protsessi olemus seisneb üksikute veemolekulide eraldamises veepinnast või niiskest pinnasest ning õhu ülekandmisest veeauru molekulidena. Atmosfääris sisalduv aur kondenseerub õhu jahtumisel. Veeauru kondenseerumine võib toimuda ka sublimatsiooni teel (aine otsene üleminek gaasilisest tahkeks, möödudes vedelikust). Vesi eemaldatakse atmosfäärist sademetega.

Vedeliku molekulid on alati liikumises ja mõned neist võivad vedeliku pinnast läbi murda ja õhku pääseda. Lahti tulevad need molekulid, mille kiirus on suurem kui molekulide liikumiskiirus antud temperatuuril ja on piisav adhesioonijõudude (molekulaarse külgetõmbe) ületamiseks. Temperatuuri tõustes suureneb väljuvate molekulide arv. Auru molekulid võivad naasta õhust vedelikku. Kui vedeliku temperatuur tõuseb, muutub sellest väljuvate molekulide arv suuremaks kui tagasi pöörduvate molekulide arv, s.t. vedelik aurustub. Temperatuuri alandamine aeglustab vedelate molekulide üleminekut õhku ja põhjustab auru kondenseerumist. Kui veeaur satub õhku, tekitab see nagu kõik teised gaasid teatud rõhu. Kui veemolekulid liiguvad õhku, suureneb aururõhk õhus. Kui saavutatakse liikuv tasakaal (vedelikust lahkuvate molekulide arv on võrdne tagasi pöörduvate molekulide arvuga), aurustumine peatub. Seda tingimust nimetatakse küllastus , selles olekus veeaur – küllastav , ja õhk rikas . Veeauru rõhku küllastumisel nimetatakse küllastunud veeauru rõhk (E) ehk küllastuselastsus ehk maksimaalne elastsus.

Kuni küllastusastme saavutamiseni toimub vee aurustumisprotsess ja veeauru (e) elastsus vedeliku kohal on väiksem maksimaalsest elastsusest: e<Е.

Kui tagasipöörduvate veemolekulide arv on suurem kui väljapääsevate molekulide arv, siis toimub (jää kohal) kondenseerumis- ehk sublimatsiooniprotsess: e>E.

Küllastunud veeauru rõhk sõltub

· õhutemperatuur,

pinna olemusest (vedelik, jää),

selle pinna kuju järgi,

vee soolsus.

Suurem osa veeaurust satub atmosfääri merede ja ookeanide pinnalt. See kehtib eriti Maa niiskete troopiliste piirkondade kohta. Troopikas ületab aurumine sademete arvu. Kõrgetel laiuskraadidel on vastupidine seos. Üldiselt on kogu maakeral sademete hulk ligikaudu võrdne aurustumisega.

Aurumist reguleerivad piirkonna teatud füüsikalised omadused, eelkõige veepinna ja suurte veekogude temperatuur ning seal valitsevad tuulekiirused. Kui tuul puhub üle veepinna, kannab see niisutatud õhu kõrvale ja asendab selle värske ja kuivema õhuga (st molekulaardifusioonile lisandub advektsioon ja turbulentne difusioon). Mida tugevam on tuul, seda kiiremini muutub õhk ja seda intensiivsem on aurumine.

Aurustumist saab iseloomustada protsessi kiirusega. Aurustumiskiirus (V) väljendatakse veekihi millimeetrites, mis aurustub ajaühikus pinnaühikult. See sõltub küllastusdefitsiidist, atmosfäärirõhust ja tuule kiirusest.

Reaalsetes tingimustes on aurustumist raske mõõta. Aurustumise mõõtmiseks kasutatakse erineva konstruktsiooniga aurusteid või aurustusbasseine (ristlõike pindalaga 20 m 2 või 100 m 2 ja sügavusega 2 m). Kuid aurustitest saadud väärtusi ei saa võrdsustada aurustumisega reaalselt füüsiliselt pinnalt. Seetõttu kasutavad nad arvutusmeetodeid: aurustumine maapinnalt arvutatakse sademete, äravoolu ja mulla niiskusesisalduse andmete põhjal, mida on lihtsam mõõtmisega saada. Aurustumist merepinnalt saab arvutada üldvõrrandile lähedaste valemite abil.

Eristatakse tegelikku aurustumist ja aurustumist.

Volatiilsus– potentsiaalne aurustumine antud piirkonnas olemasolevates atmosfääritingimustes.

See tähendab kas vee aurustumist aurustis oleva vee pinnalt; aurustumine suure veekogu (looduslik magevesi) avatud veepinnalt; aurustumine liigniiske pinnase pinnalt. Aurustamist väljendatakse aurustunud veekihi millimeetrites ajaühiku kohta.

Polaaraladel on aurumine madal: umbes 80 mm/aastas. Põhjuseks on asjaolu, et siin täheldatakse aurustuva pinna madalaid temperatuure ning küllastunud veeauru E S rõhk ja veeauru tegelik rõhk on väikesed ja lähestikku, mistõttu erinevus (E S – e) on väike. .

Parasvöötme laiuskraadidel aurumine muutub laias vahemikus ja kaldub suurenema mandri loodest kagusse liikudes, mis on seletatav küllastusdefitsiidi suurenemisega samas suunas. Madalaimad väärtused selles Euraasia vööndis on mandri loodeosas: 400–450 mm, kõrgeimad (kuni 1300–1800 mm) Kesk-Aasias.

Troopikas aurustumine on rannikul madal ja sisemaa osades suureneb järsult 2500–3000 mm-ni.

Ekvaatoril aurustumine on suhteliselt väike: küllastusdefitsiidi väikese väärtuse tõttu ei ületa 100 mm.

Tegelik aurustumine ookeanidel langeb kokku aurustumisega. Maal on seda oluliselt vähem, peamiselt olenevalt niiskusrežiimist. Aurustumise ja sademete erinevus saab kasutada õhuniisutuse puudujäägi arvutamiseks.

Päikeseenergia toidab uskumatult võimsat soojusmasinat, mis gravitatsiooni ületades tõstab kergesti õhku tohutu kuubiku (kumbki pool on umbes kaheksakümmend kilomeetrit). Seega aurustub meie planeedi pinnalt igal aastal meetri paksune veekiht.

Aurustumise käigus muutub vedel aine järk-järgult auruliseks või gaasiliseks olekuks pärast seda, kui väikseimad osakesed (molekulid või aatomid), liikudes kiirusega, mis on piisav osakestevaheliste sidusjõudude ületamiseks, on pinnalt eemaldumas.

Hoolimata asjaolust, et aurustumisprotsess on paremini tuntud vedela aine auruks üleminekuna, toimub kuivaurustamine, kui miinustemperatuuridel läheb jää vedelast faasist mööda tahkest olekust auru olekusse.

Näiteks kui riputate märja pesu külma kuivama, siis see külmub ja muutub väga kõvaks, kuid mõne aja pärast pehmeneb ja muutub kuivaks.

Kuidas vedelik aurustub

Vedeliku molekulid asuvad peaaegu üksteise kõrval ja hoolimata asjaolust, et nad on üksteisega tõmbejõududega ühendatud, ei ole nad teatud punktidega seotud ja liiguvad seetõttu vabalt kogu piirkonna ulatuses. aine (nad põrkuvad pidevalt üksteisega ja muudavad kiirust).

Pinnale liikuvad osakesed võtavad liikumise ajal tempo, mis on piisav ainest lahkumiseks. Kui nad on tipus, ei peata nad oma liikumist ja alumiste osakeste külgetõmbejõust üle saanud, lendavad veest välja, muutudes auruks. Sel juhul naasevad osa molekule kaootilise liikumise tõttu vedelikku, ülejäänud aga kaugemale atmosfääri.

Kui räägime näiteks veeringest looduses, siis on võimalik jälgida kondenseerumisprotsessi, kui aur kontsentreerituna teatud tingimustel tagasi naaseb. Seega on looduses aurustumine ja kondenseerumine üksteisega tihedalt seotud, kuna tänu neile toimub pidev veevahetus maa, maa ja atmosfääri vahel, mille tõttu on keskkonda varustatud tohutul hulgal kasulikke aineid.

Väärib märkimist, et iga aine aurustumise intensiivsus on erinev ja seetõttu on peamised füüsikalised omadused, mis mõjutavad aurustumiskiirust:

1. Tihedus. Mida tihedam on aine, seda lähemal on molekulid üksteisele, seda raskem on ülemistel osakestel teiste aatomite tõmbejõust üle saada, seetõttu toimub vedeliku aurustumine aeglasemalt. Näiteks metüülalkohol aurustub palju kiiremini kui vesi (metüülalkohol - 0,79 g/cm3, vesi - 0,99 g/cm3).
2. Temperatuur. Aurustumise kiirust mõjutab ka aurustumissoojus. Vaatamata sellele, et aurustumisprotsess toimub ka miinustemperatuuridel, on aine temperatuur kõrgem, seda suurem on aurustumissoojus, mis tähendab, et seda kiiremini liiguvad osakesed, mis aurustumise intensiivsust suurendades jätavad vedelikust välja. mass (seetõttu aurustub keev vesi kiiremini kui külm vesi Kiirete molekulide kadumise tõttu väheneb vedeliku siseenergia ja seetõttu langeb aine temperatuur aurustumisel). Kui vedelik on sel ajal soojusallika läheduses või otse kuumutatud, siis selle temperatuur ei lange, nagu ka aurustumise intensiivsus.
3. Pinnaala. Mida suurema pindala vedelik hõivab, seda rohkem molekule sellest aurustub, seda suurem on aurustumiskiirus. Näiteks kui valate vett kitsa kaelaga kannu, kaob vedelik väga aeglaselt, kuna aurustunud osakesed hakkavad ahenevatele seintele settima ja laskuma. Samal ajal, kui valate kaussi vett, lahkuvad molekulid vabalt vedeliku pinnalt, kuna neil pole enam midagi kondenseeruda, et vette tagasi pöörduda.
4. Tuul. Aurustumisprotsess on palju kiirem, kui õhk liigub anuma kohal, milles vesi asub. Mida kiiremini ta seda teeb, seda suurem on aurustumiskiirus. On võimatu mitte arvestada tuule vastasmõju aurustumise ja kondenseerumisega. Ookeani pinnalt tõusvad veemolekulid naasevad osaliselt, kuid enamik neist kondenseerub kõrgel taevas ja moodustab pilvi, mille tuul maale ajab. kus tilgad langevad vihma kujul ja maasse tungides naasevad mõne aja pärast ookeani, varustades mullas kasvavat taimestikku niiskuse ja lahustunud mineraalidega.

Roll taimede elus

Aurustumise tähtsust taimestiku elus on raske üle hinnata, eriti kui arvestada, et elus taim koosneb kaheksakümne protsendi ulatuses veest. Seega, kui taimel ei ole piisavalt niiskust, võib ta hukkuda, kuna eluks vajalikke toitaineid ja mikroelemente koos veega ei varustata.

Vesi, liikudes läbi taimekeha, transpordib ja moodustab selle sees orgaanilisi aineid, mille tekkeks vajab taim päikesevalgust.

Kuid siin mängib olulist rolli aurustumine, kuna päikesekiired on võimelised esemeid äärmiselt tugevalt soojendama ja võivad seetõttu põhjustada taime surma ülekuumenemise tõttu (eriti kuumadel suvepäevadel). Selle vältimiseks aurustub lehtedest vesi, mille kaudu eraldub sel ajal palju vedelikku (näiteks maisist aurustub päevas üks kuni neli klaasi vett).

See tähendab, et mida rohkem vett taime kehasse satub, seda intensiivsem on vee aurustamine lehtede poolt, taim jahtub rohkem ja kasvab normaalselt. Taimede vee aurustumist on tunda, kui palaval päeval jalutades katsuda rohelisi lehti: need on kindlasti lahedad.

Seos inimesega

Aurustumise roll inimkeha elus pole vähem oluline: see võitleb kuumaga läbi higistamise. Aurustumine toimub tavaliselt läbi naha, samuti hingamisteede kaudu. Seda võib kergesti märgata haiguse ajal, kui kehatemperatuur tõuseb või füüsilise koormuse ajal, kui aurustumise kiirus suureneb.

Kui koormus on väike, väljub kehast tunnis üks kuni kaks liitrit vedelikku, intensiivsema sportimisega, eriti kui välistemperatuur ületab 25 kraadi, suureneb aurustumise intensiivsus ja koos võib vabaneda kolmelt kuni kuuelt liitrilt vedelikku. higistama.

Naha ja hingamisteede kaudu ei välju vesi mitte ainult kehast, vaid siseneb koos keskkonna aurustumisega ka sinna (pole asjata, et arstid määravad sageli oma patsientidele mereäärset puhkust). Kahjuks satuvad sinna koos kasulike elementidega sageli ka kahjulikke osakesi, sealhulgas kemikaale ja kahjulikke aure, mis põhjustavad tervisele korvamatut kahju.

Mõned neist on mürgised, teised põhjustavad allergiat, teised on kantserogeensed, teised põhjustavad vähki ja muid sama ohtlikke haigusi, samas kui paljudel on korraga mitu kahjulikku omadust.

Kahjulikud aurud satuvad kehasse peamiselt hingamisteede ja naha kaudu, misjärel imenduvad need koheselt verre ja levivad kogu kehas, põhjustades toksilisi mõjusid ja põhjustades tõsiseid haigusi.

Sel juhul oleneb palju inimese elupiirkonnast (tehase või tehase läheduses), ruumidest, kus ta elab või töötab, aga ka tervisele ohtlikes tingimustes viibitud ajast. Kahjulikud aurud võivad kehasse sattuda majapidamistarvetest, näiteks linoleumist, mööblist, akendest jne.

Elu ja tervise säilitamiseks on soovitav selliseid olukordi vältida ning parim väljapääs oleks ohtlikult territooriumilt lahkumine, sh korteri või töökoha vahetus ning kodu korrastamisel pöörata tähelepanu ostetud kauba kvaliteedisertifikaatidele. materjalid.

Haridus-, noorsoopoliitika-, kehakultuuri- ja spordiosakond

Morgaushsky rajooni administratsioon

Munitsipaalharidusasutus

"Kašmaši põhikool"

Uurimistöö: Teema

"Aurustumine"

Munitsipaalharidusasutus "Kashmashskaya kool"

Zaitseva Victoria

Juhendaja:

Kashmashi küla - 2010
Sissejuhatus
Põhiosa:
Järeldus
Rakendus

Kirjandus

Sissejuhatus

Teema asjakohasus:

Looduses aurustub vesi pidevalt merede, jõgede, järvede ja pinnase pinnalt. See tõuseb kõrgele auru kujul. Aur jahtub seal ja moodustab palju veepiisku või pisikesi jäätükke. Nendest tilkadest ja jäätükkidest tekivad pilved. Pilvest naaseb vesi vihma ja lumena maa peale.

Teema probleem:

Miks märg pesu kuivab ja põrandale valatud vesi kaob?

Teema objekt:

Ainete aurustumisprotsess

Teema teema:

Vedelikud ja aurud Töö eesmärk:

aurustumisprotsessi uurimine kodustes tingimustes.

Töö eesmärgid:

1. Tutvuda tööteemalise kirjandusega;

2. Tõesta katseliselt, kuidas aurustumisprotsess toimub;

3. Selgitage välja aurustumisprotsesse mõjutavad põhjused.

Meetodid:

Kirjanduse õppimine;

Vaatlus;Peatükk

Aurustumine on protsess, mille käigus vedelik muutub järk-järgult õhuks auru või gaasi kujul.

Kõik vedelikud aurustuvad, kuid erineva kiirusega.

Vedeliku kuumutamisel toimub aurustumine kiiremini – soojas vedelikus on molekulide liikumiskiirus suurem, rohkematel molekulidel on võimalus vedelikust lahkuda.

Mida suurem on aurustuva vedeliku pindala, seda kiiremini toimub aurustamine. Vesi aurustub ümaral pannil kiiremini kui kõrges kannus.

Niisutades kätt mõne kiiresti aurustuva vedelikuga (alkohol, parfüüm), on tunda märjaks saanud ala tugevat jahtumist. Jahutus suureneb, kui käele puhute.

Vee ringkäik looduses

Äärmusliku kuumuse korral muutuvad jõed, tiigid ja järved madalaks, vesi aurustub, see tähendab, et see läheb vedelast olekust gaasilisse olekusse - muutub nähtamatuks auruks. Päeval soojeneb lompide, tiikide, järvede, jõgede, merede vesi, taimedes sisalduv niiskus Päikese toimel ja aurustub ning seda kiiremini soojeneb. Seda on märgata, kui kaks identset plaati on täidetud erineva koguse veega ja üks neist asetatakse päikese kätte ja teine ​​varju. Seal, kus vett soojendavad päikesekiired, aurustub see märgatavalt kiiremini. Kiirendab aurustumist ja tuult. Tuules märg paberitükk kuivab kiiremini kui vasak ja vaikne õhk.

Kuumadel ja kuivadel päevadel inimene higistab, kuid higi teda eriti ei häiri: see kuivab koheselt. Ja kui on niiske ja kuum, saavad isegi teie riided higist märjaks. Aga kui niiskus aurustub pidevalt meredest, jõgedest, järvedest, kui see jätab taimed ja kaob atmosfääri, siis miks Maa ei kuiva?

Seda ei juhtu, kuna vesi on pidevas tsüklis. Aurustades tõuseb see koos kuumutatud õhuga üles, võttes pisikeste tilkade kujul.

Järeldus:

Aurustumise protsess on väga huvitav nähtus, seda on huvitav jälgida ja tähele panna, kui sageli see meie elus esineb.

Arvan, et teadus kasutab aurustumisprotsessi rohkem kui üks kord inimeste ja meie planeedi hüvanguks.

Vaatlus;II Praktilised kogemused

Aurustumise kiirus sõltub:

1) vedeliku pindala;

2) temperatuur;

3) molekulide liikumine vedeliku (tuule) pinna kohal;

4) aine liik;

1. Aurustumise sõltuvus aurustunud pinna pindalast, kui vedeliku temperatuur on sama.

Katse käik:

Valage klaasi ja alustassi sama palju vett. Jätame hommikuni.

Järgmisel hommikul näeme, et vesi alustassis on aurustunud (vedeliku maht on muutunud väiksemaks), kuid klaasis on veel vett.

Järeldus: Mida suurem on aurustuva vedeliku pind, seda kiiremini toimub aurustamine, kuna suuremal alal on aurustuvaid molekule rohkem.

2. Aurustumise sõltuvus temperatuurist

Katse käik:

Võtsin 2 ühesugust anumat, ühte valasin külma ja teise kuuma vee. Veetase oli sama. Mõne aja pärast oli kuuma vett sisaldavas anumas vähem vedelikku.

Järeldus: Mida kõrgem on temperatuur, seda kiirem on aurustumiskiirus

3. Aurustumise sõltuvus tuulest.

Katse käik:

Aurustumise kiirus sõltub õhu liikumisest üle vedeliku vaba pinna. Kui loome tuule, toimub aurustumine kiiremini

Kandke sama kogus vett 2 paberilehele. Loome ühe paberilehe kohale vihiku või fööniga tuule.

Järeldus: Kui vedeliku kohal olev õhk liigub, suureneb aurustumiskiirus, kuna õhuvool aitab vedelikumolekulidel pinnalt lahti murda ja auruolekusse muutuda. Kuum õhk kiirendab seda protsessi.

Aurustumise sõltuvus aine tüübist.

Katse käik:

Selle katse läbiviimiseks võtsin kaks pabersalvrätikut. Ta valas esimesele veidi vett ja pihustas teisele parfüümi. Siis hakkasin jälgima vedelike aurustumist.

Parfüüm aurustus kõige kiiremini, jätmata salvrätikule jälgi. Järele jäi vaid meeldiv lõhn. Teine asi, mida aurustada, oli vesi.

Järeldus: Ma arvan, et erinevatel vedelikel on erinev aurustumiskiirus.

5. See on huvitav!

Katse käik:

Kandsin õhukese kihi parfüümi käeseljale. Kui parfüüm mu käest aurustus, tundsin ma külma.

Järeldus: See tähendab, et vedeliku aurustamiseks on vajalik pidev energiavoog peopesast.

6. See on huvitav!

Katse käik:

Pühkisin ühe tahvli poole märja märja lapiga ja teise kergelt märja lapiga. Minu laua teine ​​pool oli kuiv, kuid esimene pool oli endiselt märg.

Järeldus: See tähendab, et plaati tuleb kuivatada kuivema lapiga.

Järeldused:

Teema “Aurustumine” kallal töötades leidsin vastused oma küsimustele. Sain teada, miks märg pesu kuivab ja põrandale valatud vesi kaob.

Vedeliku aurustumiskiirus sõltub vedeliku vabast pinnast. Mida suurem on aurustumisala, seda kiiremini toimub aurustamine.

Aurustumise kiirus sõltub vedeliku temperatuurist. Mida kõrgem on vedeliku temperatuur, seda kiiremini toimub aurustumine.

Aurustumise kiirus sõltub õhu liikumisest üle vedeliku vaba pinna.

Aurustumise kiirus sõltub võetud vedeliku tüübist.

Järeldus

Aurustumise teemaga tegeledes leidsin vastused oma küsimustele. Sain teada, kuidas toimub aurustumine, et ainete aurustumiskiirus on erinev. Inimesed kasutavad aurustumisprotsessi aktiivselt oma elus, kasutavad seda erinevate mehhanismide ja masinate tootmisel ning kasutavad seda igapäevaelus. Looduses toimub see protsess sõltumata inimtegevusest ja inimeste ülesanne pole seda protsessi häirida. Selleks on vaja armastada loodust ja armastada meie Maad! Katsed, mida ma tegin, olid väga huvitavad ja ma arvan, et sellel teemal saab teha veel palju katseid. Nüüd pööran alati tähelepanu looduses või inimelus toimuvale aurustumisele ja mul on hea meel, et tean sellest juba nii palju!

1. lisa

Aurustumise protsess inimese elus.

Aurustumine võib mõnikord olla ohtlik. Näiteks: kui teie termomeeter läheb katki, võib sellest välja valguda elavhõbe, mis kiiresti aurustub. Selle aurud on inimestele väga ohtlikud ja mürgised. Bensiin on ohtlik ka oma aurude tõttu: lekkiv bensiin ja juhuslik säde võib põhjustada hetkelise plahvatuse ja tulekahju. Köögis kasutab perenaine sageli toidu valmistamisel ja säilitamisel aurutamisprotsessi. Näiteks: kiirkeedupoti sees tekkiv aur pressib vett, mille tulemusena see keeb kõrgemal temperatuuril ja toit valmib kiiremini.

Aurutamisprotsessi kasutatakse sageli toiduainete säilitamiseks mõeldud riistade steriliseerimiseks.

Külmetushaiguste korral kasutavad inimesed ravimtaimede sissehingamisel sageli aurutamisprotsessi.

Parfüümi aroomi tunneb inimene pikka aega vaid aurustumise teel, esmalt aurustub naha pinnalt alkohol ja seejärel vähem lenduvad aromaatsed ained, mis meenutavad inimest edasi ka siis, kui ta on lahkunud.

Kuuma õhuvoolu abil aurustamisprotsess võimaldab luua ilusaid soenguid. Juuksuri töö ilma föönita on võimatu!

Aurumisprotsess looduses

Jõed lahustavad oma vetes paljusid kivimites sisalduvaid kemikaale ja viivad need merre. Üks neist ainetest on tavaline sool, mida me sööme. Kui merevesi aurustub, jääb selles lahustunud sool merre. Sellepärast on mered nii soolased.

Kui veepiisad pilves kohtuvad sooja õhu massiga, aurustuvad need - ja pilv kaob! Seetõttu muudavad pilved pidevalt oma kuju. Neis sisalduv niiskus muutub pidevalt veeks või auruks. Pilves sisalduvatel veepiiskadel on kaal, mistõttu gravitatsioon tõmbab need alla ja need lastakse järjest madalamale. Kui suurem osa neist langedes jõuab soojemate õhukihtideni, põhjustab see soe õhk nende aurustumist. Nii saad pilved, millest vihma ei saja. Need aurustuvad ja tilkadel pole aega maapinnale jõuda.