10 класс Урок №38 Самостоятельная работа.

10 класс
Урок №38
Самостоятельная работа.
Парообразование и конденсация. Насыщенный и ненасыщенный пар. Влажность
воздуха.
Лабораторная работа №5
Самостоятельная работа.
1. Дать определение изобарному процессу и охарактеризовать его.
2. Найти плотность водорода при температуре 15 o С и давлении 98 кПа.
3. Перед актом сжатия давление смеси в цилиндре двигателя 80 кПа, а температура
50 o С. Определите температуру смеси, если объём уменьшили в 5 раз, а давление
увеличили до 700 кПа.
Изучение нового материала
В природе, технике и быту мы часто наблюдаем превращение жидких и
твердых веществ в газ и наоборот.
1. Приведите примеры, когда вы наблюдаете превращение жидкостей в
газы и газов в жидкости. ( Обязательно вспомните о круговороте воды
в природе)
2. На сколько важным, с вашей точки зрения, есть изучение этих
явлений?
Как известно, вода занимает около 70,8% поверхности земного шара;
живые организмы содержат от 50 до 99,7% воды, в атмосфере содержится 1315 000 км 3 воды в виде капель, кристаллов снега и водяной пары.
Атмосферный водяной пар влияет на климат Земли. Важное значение
влажность воздуха имеет в метеорологии для предвидения погоды.
Поддержание постоянной влажности – обязательное условие для ткацкого,
кондитерского, фармацевтического производств, для музеев и библиотек. От
влажности воздуха зависит самочувствие человека. Следовательно,
измерение влажности воздуха является одной из важных и необходимых
целей как для производственных целей, так и для бытовой жизни.
1. Что такое парообразование? конденсация?
Парообразование: испарение и кипение.
Испарение – это парообразование со свободной поверхности жидкости.
Испарение с поверхности твердых тел – сублимация.
Давайте вместе охарактеризуем процесс испарения.
 Испарение происходит при любой температуре.
Приведите примеры в подтверждение этого факту. (Лужи высыхают и
летом, и холодного осеннего дня)
 Во время испарения температура жидкости снижается.
Приведите примеры, которые подтвердили это утверждение. (Чай
оставили и через некоторое время он стал прохладнее. С точки зрения
МКТ, молекулы поверхностного слоя жидкости испытывают меньшее
притяжение со стороны соседних молекул, потому что над жидкостью газ,
молекулы которого взаимодействуют с молекулами жидкости значительно
более слабо. Поэтому молекулы поверхностного слоя с достаточной
кинетической энергией преодолевают притяжение соседних молекул и
покидают жидкость, переходя в пар. А охлаждается жидкость потому, что
ее покидают молекулы с наибольшей кинетической энергией)
 Скорость испарения зависит от температуры жидкости; вида жидкости;
площади свободной поверхности жидкости; наличия ветра над
жидкостью.
Насыщенный и ненасыщенный пар. Точка росы.
Если число молекул, которые вылетают из жидкости во время испарения,
превышает число молекул, которые возвращаются. То такой пар называется
ненасыщенным. Давление ненасыщенного пара зависит от его объёма и
температуры. С ростом температуры давление ненасыщенного пара
увеличивается, как и при уменьшении объёма.
Если же изотермически уменьшать объём ненасыщенного пара, то
давление и плотность пара будут расти и, в конце концов, достигнут
максимальной величины. То есть между жидкостью и паром установится
динамическое равновесие – состояние, когда количество молекул, которые
покинули жидкость равняется количеству молекул, которые вернулись в
жидкость.
Насыщенный пар – это пар, который находится в состоянии
динамического равновесия со своей жидкостью.
Точка росы – это температура, при которой ненасыщенный водяной пар
становится насыщенным.
Кипение.
Кипение – это парообразование со всего объёма жидкости, которое
происходит при определенной для данной жидкости температуре.
Рассмотрим физику этого процесса. Сначала появляется туман над
жидкостью. Это пар, который при испарении выходит и смешивается с
холодным воздухом, а затем конденсируется.
В жидкости всегда есть растворенный воздух. Во время нагревания
жидкости этот воздух расширяется, собираясь в пузырьки, которые
возникают сначала на стенках или на дне сосуда. Давление насыщенного
пара пузырьков растёт с повышением температуры. На эти пузырьки
действует выталкивающая сила жидкости, под действием которой они
достигают поверхности, где атмосферное давление воздуха значительно
меньше давления пара в пузырьках, потому они начинают лопаться.
Достигнув температуры кипения жидкости, давление насыщенного пара в
пузырьках настолько увеличивается, что когда они лопаются из-за большого
давления горячего пара, холодный не успевает проникнуть внутрь них и пар
идёт в атмосферу. Это и является процессом кипения.
Каждая жидкость кипит при своей температуре, которая и называется
температурой кипения. Она для каждой жидкости приводится в физических
справочниках.
Температура кипения зависит от внешнего давления над жидкостью. Чем
большее давление, тем большая температура кипения, и наоборот.
По нормальным условиям атмосферного давления вода кипит при 100 o С.
Объясните опыт. Воду наливают в открытую колбу и доводят до кипения
при нормальном атмосферном давлении. Плотно закрываем колбу. Когда
вода немного остынет, перевернём её и начнём поливать холодной водой.
Вода в колбе опять закипит. Почему?
В результате охлаждения воды в закрытой колбе водяной пар, который
содержится над водой, сконденсировался, следовательно, давление в колбе
снизилось. А при этом вода закипит при температуре ниже 100 o С.
Влажность воздуха.
Содержание водяного пара в воздухе – это влажность воздуха. Это
содержание можно охарактеризовать парциальным давлением, абсолютной и
относительной влажностью.
Атмосферное давление представляет собой смесь разных газов и водяного
пара. Каждый из газов делает свой взнос в суммарное давление, которое
оказывает воздух на человека.
Давление, которое оказывал бы только водяной пар при отсутствии других
газов, называется парциальным давлением. Оно измеряется в Па.
Абсолютная влажность – это масса водяного пара, который содержится в
одном кубическом метре воздуха при данной температуре.
Следовательно, если при температуры 16 o С водяной пар составляет 0,004
граммов/м 3 то это значит, что при данной температуре каждый кубический
метр воздуха содержит 0,004 кг водянго пара или 4г.
Но абсолютную влажность проблематично найти. А ещё с помощью ее
нельзя составить объективную картину о степени влажности воздуха, потому
что при одинаковой массе водянго пара, но большей температуре, воздух
будет суше, а при меньшей температуре – более влажным. Чтобы определить
степень влажности воздуха, необходимо понимать, насколько водяной пар
близок к насыщению. Для этого вводят понятие относительной влажности.
Относительная влажность – это отношение парциального давления
водянго пара к давлению насыщенного водяного пара при данной
температуре.
Давление насыщенного пара находят в соответствующей таблице.
Ознакомтесь с приборами для измерения влажности воздуха: психрометр
и гигрометр (на стр. 157 вашего учебника)
Закрепление приобретенных знаний
Отработка навыков работы с психрометричною таблицей.
1. Показатели сухого термометру психрометру 15 o С, а влажного 12 o С.
Определите относительную влажность воздуха.
Находим изменение температуры:  t = …….
С помощью психрометрической таблицы находим относительную
влажность:  = ……
2.Относительная влажность воздуха в комнате 43%, температура в ней 19 o С.
Что покажет влажный термометр в этой комнате?
Пользуясь психрометричною таблицей, получите правильный ответ.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Лабораторная работа №5
Измерение относительной влажности воздуха в кабинете физики
Ход работы
Ознакомьтесь с устройством психрометра по рис. 4.16 на стр. 157,
опишите его.
Снимите показания влажного термометра: tвл= 17 o С.
Снимите показания сухого термометра: t сух= 22 o С.
Найдите разность этих температур.
С помощью психрометрической таблицы определите относительную
влажность воздуха.
Сделайте вывод о проделанной работе.
Домашнее задание
Выучить параграфы 47-48; решить задачи №10 и №11 на стр. 168.