Тема урока «Измерение влажности воздуха. Кипение жидкости»
Измерение влажности воздуха
Ребята, вы познакомились с понятием влажности воздуха. Она измеряется в процентах. Чем больше влажность, тем больше молекул воды содержится в воздухе. Наибольшая влажность может быть 100%. В таком воздухе не высохнет белье, не высохнут вымытые волосы.
Человек должен поддерживать определенную влажность в библиотеке (при малой влажности бумага становится хрупкой, при большой – плесневеет), в картинной галерее и пр. Например, в оранжереях требуется отдельно содержать влаголюбивые растения и те, которые предпочитают сухой климат.
Измерить влажность воздуха можно психрометром, который вы видели в кабинете физики.
Он состоит из двух термометров – сухого и влажного (низ термометра обмотан марлей, которая опущена в сосуд с водой)
Влажный термометр показывает всегда более низкую температуру, чем сухой. Это объясняется тем, что молекулы воды испаряясь, уносят с собой часть энергии с тела. Вы сами не раз это чувствовали, когда после купания выходили из воды и ощущали прохладу, т.к. вода с тела начинала испаряться.
Справа от термометров расположена психрометрическая таблица.
На фото мы видим, что сухой термометр показывает 240С, а влажный 17 0С. Разность показаний составляет 7 0С.
По таблице найдем влажность:
На пересечении горизонтали 240С и вертикали 70С стоит число 49%. Таким образом влажность воздуха равна 49%.
Кипение жидкости
Испарение жидкости происходит при любой температуре, но при высокой температуре испарение более интенсивно. При некоторой температуре испарение начинается и внутри жидкости – там образуются пузырьки пара, они растут, всплывают и лопаются на поверхности. Это явление называется кипением.
Температура, при которой жидкость кипит, называется температурой кипения.
Есть такая жидкость – эфир, он закипает при 35 0С. (см. таблицу)
Если нам на руку полить эфир, то он начнет кипеть и мы почувствуем холод. Почему? Потому что молекулы эфира будут уносить часть нашей энергии.
Вода кипит при 100 0С.
Во время кипения температура жидкости не меняется, как и при плавлении. Почему? Потому что молекулы, испаряясь уносят часть энергии жидкости. График кипения похож на график плавления. На рисунке показан график нагревания и кипения воды.
Чтобы кипение продолжалось, нужен подвод теплоты. Если мы не выключим нагревательный прибор, то вся вода выкипит.
Чтобы узнать, сколько теплоты нужно затратить, чтобы выпарить 1 кг жидкости, взятой при температуре кипения, нужно посмотреть в таблицу удельной теплоты парообразования (обозначается буквой L):
Так, чтобы выпарить 1 кг воды при 100 0С нужно затратить 2,3 миллиона Дж теплоты.
Чтобы узнать, сколько теплоты нужно затратить, чтобы выпарить m кг, нужно воспользоваться формулой: Q = Lm.
Решим задачу: Сколько теплоты нужно затратить, чтобы выпарить 300 г воды, взятой при температуре 20 0С?
Дано:
m = 0,3 кг
c = 4200 Дж/ кг•0С
t 1 = 20 0C
t2 = 100 0 C
L = 2,3 • 106 Дж/кг = 2300000 Дж/кг
Решение:
Q1 = cm Δt; Q2 = Lm; Q = Q1 + Q2
Q 1 = 4200 Дж/ кг•0С • 0,3 кг • 800C = 100800 Дж;
Q2 = 2,3• 106 Дж/кг •0,3 кг = 690000 Дж
Q = 790800 Дж
Ответ: 790800 Дж
3. Задания для самостоятельной работы:
Измерение влажности воздуха
Измерьте и запишите температуру воздуха в комнате.
Заверните нижнюю часть термометра в сырую марлю или вату, дождитесь, пока столбик спирта перестанет опускаться вниз. Запишите показания влажного термометра.
Запишите разность показаний термометров.
Пользуясь психрометрической таблицей, найдите влажность воздуха и запишите ее.
3.2. Удельная теплота парообразования спирта 0,9 • 106 Дж/кг. Что означает это число?
3.3. Найдите температуру кипения спирта и постройте график нагревания и кипения спирта, если начальная температура была 10 0С.
3.4. Решите задачу: Сколько теплоты нужно затратить, чтобы выпарить 500 г спирта, взятого при температуре 18 0С? Удельная теплоемкость спирта 2400 Дж/ кг•0С.