Роль испарения в природе

Государственное образовательное учреждение 
гимназия 1516 
Восточного окружного управления образования 
Департамент образования г. Москвы

 

 

 

 

 

Научный проект 
по курсу Физики

 

 

 

 

 

Роль испарения

в природе

 

 

 

Работу выполнил  
ученик 8 класса В 
ГБОУ гимназии 1516 
ВОУОДО г. Москва 
Шуков Шамиль 
Москва 2013

 

Оглавление

1)Механизм испарения жидкости

2)Механизм испарения твёрдых  тел

3)Роль процесса испарения в  жизни растений

4)Роль процесса испарения у  животных и птиц

5)Роль процесса испарения у  людей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Механизм испарения жидкости

    Молекулы любой жидкости находятся в непрерывном и беспорядочном движении, причем чем выше температура жидкости, тем больше кинетическая энергия молекул. Среднее значение кинетической энергии имеет определенную величину. Но у каждой молекулы кинетическая энергия может быть как больше, так и меньше средней. Если вблизи поверхности окажется молекула с кинетической энергией, достаточной для преодоления сил межмолекулярного притяжения, она вылетит из жидкости. То же самое повторится с другой быстрой молекулой, со второй, третьей и т. д. Вылетая наружу, эти молекулы образуют над жидкостью пар. Образование этого пара и есть испарение. 
    Поглощение энергии при испарении. Поскольку при испарении из жидкости вылетают более быстрые молекулы, средняя кинетическая энергия оставшихся в жидкости молекул становится все меньше и меньше. Это значит, что внутренняя энергия испаряющейся жидкости уменьшается. Поэтому если нет притока энергии к жидкости извне, температура испаряющейся жидкости понижается, жидкость охлаждается (именно поэтому, в частности, человеку в мокрой одежде холоднее, чем в сухой, особенно при ветре). 
      Однако при испарении воды, налитой в стакан, мы не замечаем понижения ее температуры. Дело в том, что испарение в данном случае происходит медленно, и температура воды поддерживается постоянной за счет теплообмена с окружающим воздухом, из которого в жидкость поступает необходимое количество теплоты. Значит, чтобы испарение жидкости происходило без изменения ее температуры, жидкости необходимо сообщать энергию. 
      Количество теплоты, которое необходимо сообщить жидкости для образования единицы массы пара при постоянной температуре, называется теплотой парообразования.

 

 

 

 

 

Механизм испарения твёрдых тел

Когда говорят "вещество испаряется", то обычно подразумевают, что испаряется жидкость. Но твердые тела тоже могут испаряться. Иногда испарение твердых тел называют возгонкой. 
     Испаряющимся твердым телом является, например, нафталин. Нафталин плавится при 80°С, а испаряется при комнатной температуре. Именно это свойство нафталина и позволяет применять его для истребления моли. 
      Меховая шуба, засыпанная нафталином, пропитывается парами нафталина и создает атмосферу, которую моль не выносит. Всякое пахнущее твердое вещество возгоняется в значительной степени. Ведь запах создается молекулами, оторвавшимися от вещества и достигшими нашего носа. Однако более часты случаи, когда вещество возгоняется в незначительной степени, иногда в такой, которая не может быть обнаружена даже очень тщательными исследованиями. В принципе любое твердое вещество (именно любое, даже железо или медь) испаряется. Если мы не обнаруживаем возгонки, то это значит лишь, что плотность насыщающего пара очень незначительна. 
     Можно убедиться в том, что ряд веществ, имеющих острый запах при комнатной температуре, теряет его при низкой. 
     Плотность насыщенного пара, находящегося в равновесии с твердым телом, быстро растет с увеличением температуры. 
    Существенно увеличить плотность насыщенного пара твердого тела в большинстве случаев нельзя по простой причине - вещество раньше расплавится. 
     Испаряется и лед. Это хорошо знают домашние хозяйки, которые в морозы вывешивают сушить мокрое белье" Вода сначала замерзает, а затем лед испаряется, и белье оказывается сухим.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Роль процесса испарения в жизни растений

    Для нормального существования растительной клетки необходимо ее насыщение водой. Для водорослей оно является естественным следствием условий их существования, у растений суши достигается в результате двух противоположных процессов: поглощения воды корнями и испарения. Для успешного фотосинтеза хлорофиллоносные клетки наземных растений должны поддерживать самое тесное соприкосновение с окружающей атмосферой, снабжающей их необходимым для них углекислым газом; однако это тесное соприкосновение неизбежно приводит к тому, что насыщающая клетки вода непрерывно испаряется в окружающее пространство, и та же солнечная энергия, которая доставляет растению необходимую для фотосинтеза энергию, поглощаясь хлорофиллом, способствует нагреванию листа, а тем самым и усилению процесса испарения. 
      Очень немногие, и притом низкоорганизованные, растения, например мхи и лишайники, могут выдерживать длительные перерывы в водоснабжении и переносить это время в состоянии полного высыхания. Из высших растений к этому способны лишь некоторые представители скальной и пустынной флоры, например осока, распространенная в песках Каракумов. Для громадного большинства наших растений такое высыхание было бы смертельно, а потому исход воды у них примерно равен ее приходу. 
     Чтобы представить себе масштабы испарения воды растениями, приведем такой пример: за один вегетационный период одно Цветение подсолнечника или кукурузы испаряет до 200 кг и более воды, т. е. солидных размеров бочку! При таком энергичном расходе требуется не менее энергичное добывание воды. Для этого корневая система, размеры которой огромны счеты числа корней и корневых волосков для озимой ржи дали следующие удивительные цифры: корней оказалось почти четырнадцать миллионов, общая длина всех корней 600 км, а их общая поверхность около 225 м2. На этих корнях было около 15 миллиардом корневых волосков общей площадью  м2. 
     Количество воды, расходуемое растением в течение своей жизни, в большой степени зависит от климата. В жарком сухом климате растения потребляют не меньше, а иногда даже больше воды, чем в климате более влажном, у этих растений более развита корневая система и меньшее развитие имеет листовая поверхность. Меньше всего расходуют воду растения сырых, тенистых тропических лесов, берегов водоемов: у них тонкие широкие листья, слабые корневая и проводящая системы. У растений засушливых местностей, где воды в почве очень мало, а воздух горяч и сух, наблюдаются разнообразные приемы приспособления к этим суровым условиям. Интересны растения пустынь. Это, например, кактусы растения с толстыми мясистыми стволами, листья которых превратились в колючки. У них незначительная поверхность при большом объеме, толстые покровы, мало проницаемые для воды и водяного пара, с немногочисленными, почти всегда закрытыми устьицами. Поэтому даже в сильную жару кактусы испаряют мало воды. 
       У других растений зоны пустынь (верблюжьей колючки, степной люцерны, полыни) тонкие листья с широко открытыми устьицами, которые энергично ассимилируют и испаряют, за счет чего значительно снижается температура листьев. Часто листья бывают покрыты густым слоем серых или белых волосков, представляющих как бы полупрозрачный экран, защищающий растения от перегревания и снижающий интенсивность испарения. 
      Многие растения пустынь (ковыль, перекати-поле, вереск) имеют жесткие, кожистые листья. Такие растения способны переносить длительное увядание. В это время их листья скручиваются в трубку, причем устьица находятся внутри нее. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Роль процесса испарения в жизни животных и птиц

     Известно, что верблюд может не  пить 2 недели. Верблюд почти не  потеет даже в сорокаградусную  жару. Его тело покрыто густой  шерстью – шерсть спасает от  перегрева и препятствует испарению  влаги в организме. Верблюд никогда, даже в самый зной, не раскрывает  рта: ведь со слизистой оболочки  ротовой полости, если широко  открыть рот, испаряется много  воды. Частота дыхания верблюда  очень низка – 8 раз в минуту. За счёт этого меньше воды  уходит из организма с воздухом. Кроме того, температура тела  верблюда понижается ночью до 34 градусов, а днём в жару повышена  до 41 градуса. Это очень важно  для экономии воды. У верблюда  имеется очень важное приспособление  для сохранения воды впрок. Известно, что из жира, когда он “сгорает”  в организме, получается много  воды – 107 г. из жира массой 100г. Таким образом, из своих горбов  верблюд может извлечь воду  массой до 50 кг. 
      Роль процесса испарения у птиц. Известно, Для уравновешивания неизбежной потери воды за счёт испарения многие животные всасывают её 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 птица открывает клюв.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Роль процесса испарения у людей

    В повседневной жизни постоянно приходится сталкиваться с процессом испарения: мы дуем на горячий чай, чтобы он быстрее остыл; страдаем от холода в мокрой одежде. Для предохранения продуктов от порчи в жаркую погоду их иногда покрывают влажной тканью.  
    При сильных морозах рекомендуется смазывать лицо жиром для уменьшения испарения с поверхности кожи и предотвращения ее от переохлаждения.

 

 

 

 

Информация взята с сайтов:

www.ponimai.su

www.900igr.net

www.rud.exdat.com

www.ibrain.kz

www.xliby.ru