Испарение. О чем не пишут в учебниках – физика для начинающих
Касс!ная физика на Youtube

Испарение. О чем не пишут в учебниках – физика для начинающих



Об испарении воды в мировом масштабе.


Если бы не было дождей и других осадков, то  через сколько времени испарилась бы вся вода из  океанов и морей Земли?
Благодаря нагреванию поверхности Земли солнечными    лучами постоянно происходит испарение воды не только с   громадной площади, занятой океанами и морями, но и с других  мест, так как вода в различном состоянии и количестве   находится на Земле всюду.

Поверхность  мирового океана равна приблизительно 360 миллионов кв. км,  а средняя глубина океанов и морей 3,8 км.
Следовательно, объем  мирового океана равен 1 368 млн. куб. километров.

Ежегодно путем испарения в атмосферу поступает   до 360 000 куб. километров воды.
Если бы вода не возвращалась на поверхность Земли в виде  различных осадков, то, при условии ежегодного поступления  воды в атмосферу в указанном количестве, - все океаны и  моря высохли бы через 3800 лет.


Испарение существует и в вакууме!


С увеличением температуры скорость испарения вещества увеличивается, с понижением температуры - уменьшается.
Но равной нулю она не становится никогда.
Испаряется даже железо при 20 °С, но очень медленно.
Даже помещенный в вакуум металл будет терять в массе в результате испарения.

Вот пример с лампой накаливания.
Воздух в баллоне лампы накаливания при прохождении тока по спирали окисляет металл, и лампа быстро перегорает.
Если создать в баллоне вакуум, то не будет окисления спирали и её быстрого перегорания.
Но!
И в вакууме металл спирали лампы будет испаряться!
Причем сильно разрежённая среда (вакуум) резко усилит испарение металла с раскаленной вольфрамовой спирали, и лампа опять быстро перегорит.
А вот наполнение баллона лампы инертным газом (например, аргоном) под давлением не только исключает сильное испарение вольфрама спирали и его окисление, но и увеличивает яркость свечения.

Если, например, наполнять лампу газом аргоном под  давлением от 103 до 105 Па, то скорость испарения вольфрама с нити уменьшится от 4-х до 60 раз соответственно.
Инертный газ мешает испарившимся с поверхности нити атомам улетать от нити, и они частично возвращаются обратно.

Такая лампа служит дольше.
Долой испарение -да здравствуют инертные газы!


Испарение зимой у воды.


Почему при сильном морозе над незамерзшими местами реки (или моря) клубится туман?  
Потому что температура воды выше температуры   окружающего воздуха,  и испаряющаяся влага сразу же сгущается в  капли, чего при более высокой температуре не бывает.
В   более высокой температуре  испарение больше, чем при холоде, но пар  невидим, и потому тумана мы не наблюдаем.


Испарение у растений и в живых организмах.


Испарение — это наиболее простой  способ уменьшения внутренней энергии.
За счет испарения пота уменьшается внутренняя энергия тела , благодаря этому организм охлаждается.
Обильное выделение пота ведет к охлаждению организма и помогает работать в условиях высокой температуры.

Известно, например, что верблюд может две недели не пить. Он очень экономно расходует воду. Верблюд почти не потеет даже в сорокаградусную жару. Его тело покрыто густой, и плотной шерстью — шерсть спасает от перегрева, на спине верблюда в знойный полдень она нагрета до восьмидесяти градусов, а кожа под ней — лишь до сорока! Шерсть препятствует и испарению влаги из организма  Верблюд никогда, даже в самый сильный зной, не раскрывает рта: ведь со слизистой оболочки ротовой полости, если открыть широко рот, испаряется много воды.  Кроме того, температура тела верблюда понижается ночью до 34°, а днем, в жару, повышается до 40-41°. Это очень важно для экономии воды.
Известно, что из жира, когда он «сгорает» в организме, получается много воды - 107 г из 100 г жира. Таким образом, из своих горбов верблюд при необходимости может извлечь до полуцентнера воды.

Еще более удивительны американские тушканчиковые прыгуны-кенгуровые крысы из пустыни Аризона. Они вообще никогда не пьют, а  грызут семена и сухие травы. Почти вся вода, которая имеется в их теле, эндогенная, т. е. получается в клетках при переваривании пищи. Опыты показали, что из 100 г перловой крупы, которой кормили кенгуровых крыс, они получали, переварив и окислив ее, 54 г воды!

В теплорегуляции птиц большую роль играют воздушные мешки на шее. В жаркое время с внутренней поверхности воздушных мешков испаряется влага, что способствует охлаждению организма. В связи с этим птица в жаркую погоду открывает клюв.

В растениях постоянно протекают  два процесса: поглощение и испарение воды. Поглощаемая корнями  растения вода непрерывно испаряется  с поверхностей листьев в окружающее пространство.  
Солнечная энергия,  дающая  растению необходимую для фотосинтеза энергию способствует нагреванию листа,  и приводит к  усилению процесса испарения.

Растение-компас.
.
Многолетние  растения Silphium lacinitum в Северной Америке давно обратили на себя внимание охотников в прериях. Все растение производит такое впечатление, как будто его сдавили и высушили, как это делается с растениями  для гербария. Концы и профиль вертикальных листовых пластинок обращены к северу и югу, совсем как у магнитной иглы, а широкие стороны смотрят на запад и на восток. Это направление сохраняется растением прерий так хорошо, что охотники  отлично ориентироваться по этому растению, поэтому оно и было названо растением-компасом.
Для самого растения такое положение его дает то преимущество, что утром и вечером, когда бывает прохладно и сравнительно светло, листовые пластинки хорошо освещаются, но при этом мало нагреваются и не слишком много испаряют воды, зато в полдень, когда солнцем освещаются только края листьев, нагревание и испарение относительно ничтожны.

Мхи и лишайники, могут долгое время пребывать в состоянии полного высыхания,  но для  громадного большинства высших растений такое высыхание было бы смертельно: «приход» воды должен быть равен расходу.
За  один сезон  каждое  растение подсолнечника или кукурузы испаряет до 200 кг и более воды, т. е. целую  бочку. Поэтому при таком энергичном расходовании требуется не менее энергичное добывание воды из почвы.

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 меньше  листовая поверхность.
Меньше всего расходуют воду растения сырых, тенистых тропических лесов, берегов водоемов: у них тонкие широкие листья, слабые корневая и проводящая системы.

Растения пустынь, например, кактусы  -  с толстыми мясистыми стволами и листьями-колючками даже в сильную жару испаряют мало воды.
Зимой условия испарения  меняются. Из мерзлой почвы корни не могут всасывать воду. Поэтому за счет листопада уменьшается испарение влаги растением.

 

 

Следующая страница