Experimenty s vypařováním a varem

19. únor 2013 | 06.01 |

Objem kapaliny se v otevřené nádobě v průběhu času zmenšuje, protože dochází k vypařování kapaliny. Vypařování patří mezi skupenské změny, kdy se látka kapalného skupenství mění na skupenství plynné. Molekuly kapaliny se neustále pohybují a vykonávají  tepelný pohyb. Ty molekuly kapaliny, které mají dostatečně velkou energii a směřují k povrchu kapaliny, překonají síly poutající je k ostatním molekulám a opouštějí na volném povrchu kapalinu.  Vznikne pára, která proniká do prostředí nad hladinou kapaliny, ale zároveň část molekul páry se v důsledku tepelného pohybu vrací zpět do kapaliny. Počet těchto vracejících se molekul je při vypařování kapaliny v otevřené nádobě vždy menší než počet molekul, které v čase unikají z kapaliny. Tak tedy ubývá kapaliny a zvětšuje se hmotnost páry. Při zvyšování teploty kapaliny dochází v určitém okamžiku k varu kapaliny. Mezi vypařováním a varem kapaliny jsou určité rozdíly, o čemž nás přesvědčí několik experimentů.

V prvním experimentu sledujeme, že různé kapaliny se za stejných podmínek vypařují různě rychle. Těkavé kapaliny se vypařují velmi intenzivně, protože mají nízkou teplotu varu. Rychlejšímu vypařování kapaliny za stejné teploty můžeme pomoci odstraňováním par nad volným povrchem kapaliny - například foukáním.

Druhý experiment nám ukazuje, jak při vypařování odebírá látka svému okolí teplo. Toto teplo se označuje jako skupenské teplo vypařování. Profukováním kapaliny vzduchem z kompresoru dochází k jejímu rychlejšímu odpařování a tím ke snižování střední kinetické energie molekul kapaliny. To se projeví snížením teploty kapaliny a kádinky, ve které se nachází. Voda mezi kádinkou a dřevěným prkénkem přitom ztuhne v led a jako "lepidlo" poutá k sobě oba předměty.

Zatímco vypařování probíhá za každé teploty a na jejím volném povrchu, k varu kapaliny dochází až po dosažení teploty varu. Kapalina se pak vypařuje nejenom ze svého povrchu, ale z celého svého objemu. Projeví se to jako tvorba bublin vzduchu, který se z kapaliny postupně uvolňuje. Teplota kapaliny se při varu nemění, kapalina přijímá skupenské teplo vypařování, dokud se všechna nepřemění v páru.

Teplota varu záleží nejenom na druhu kapaliny, ale také na atmosférickém tlaku. Při jeho snížení nad hladinou kapaliny například vývěvou, dojde ke snížení teploty varu. Kapalina tak vře při nižší teplotě, než za normálního tlaku. Teplota může být natolik nízká, že se skleněné baňky s vroucí kapalinou můžeme bezpečně dotýkat.

Při prudkém snížení tlaku v injekční stříkačce, způsobeném povytažením pístu, je rovněž patrný var horké vody ve stříkačce. Po uvolnění pístu stříkačky dojde k vyrovnání tlaku a var opět nenastává.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 2 (3x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře