Процесс испарения и эффект охлаждения

process ispareniyРаспространено мнение, что «процесс испарение — это охлаждающий процесс».

Мы замечаем, что наши потовые железы выделяют жидкость — воду, содержащую немного соли и мочеви­ну.

Это происходит: когда нам жарко; при интен­сивных физических нагрузках; когда мы волнуемся.

В действительности, важный процесс потоотделения идет постоянно, даже в холодную погоду.

Он-то и поз­воляет поддерживать постоянную температуру нашего тела.

В перечисленных выше ситуациях происходит усиленное выделение пота, и мы замечаем на коже вы­ступающую влагу.

Собаки реже волнуются, и у них нет потовых желез (за исключением подушечек пальцев).

Поэтому они высовывают свои длинные языки и глубоко и часто ды­шат, что ускоряет испарение слюны, тем самым охлаж­дается проходящий в легкие воздух.

Все животные по­теют по-разному.

Свиньи иногда, действительно, «по­теют как свиньи», хотя всегда стараются охладить се­бя, валяясь в грязи, также поступают слоны и бегемо­ты.

В этом животные не сильно отличаются от нас, ведь мы тоже не упускаем случая окунуться в бассейн.

Но что такое испарение?

Это процесс, при котором определенная часть молекул у поверхности жидкости решила распрощаться со своими собратьями и улететь прочь.

По мере того, как молекулы покидают жид­кость, количество ее уменьшается.

Вы наблюдали процесс испарения неоднократно — мокрый пол высыхает, то же самое происходит с бельем на веревке.

Если нам необходимо ускорить испарение, мы нагре­ваем жидкость или дуем на нее.

Нагрев придает моле­кулам гораздо больше энергии, чем им требуется для «побега».

Поэтому у нас появились сушки для волос, а в общественных туалетах эти жуткие сушки для рук.

Создаваемый ими поток воздуха разгоняет толпу толь­ко что испарившихся молекул воды и освобождает ме­сто для других.

Если дуть на горячий суп, чтобы его ос­тудить, то можно определенно добиться результата, правда, выглядит это не очень эстетично.

Другой при­мер. Если в комнате сквозняк, вам сразу станет холод­но, когда вы выйдете из ванны, даже если температура воздуха достаточно высокая.

Подуйте на руку и вы почувствуете прохла­ду, хотя ваше дыхание и теплое, а рука, как вам кажется, не потная.

Обдувание ускоряет испарение небольшого количе­ства влаги, постоянно присутствующего на вашей ко­же. Нам кажется, что в ветреную погоду холоднее.

Зи­мой синоптики любят пугать нас «фактором ветреной погоды».

Однако ветер может сыграть в процессе ох­лаждения нашего тела существенную роль только тог­да, когда мы раздеты.

Так почему все же бегство молекул воды понижает температуру остающейся жидкости, и как следствие этого, температуру того объекта, с которым эта жид­кость находится в контакте?

Это может показаться странным, но процесс испарения в высшей степени из­бирательный.

Предпочтение отдается быстрым (горя­чим) молекулам, а более холодные (медленные) оста­ются без внимания.

Вот как это происходит.

Молекулы любой жидкости находятся в постоянном движении — скользя во всех направлениях, качаясь из стороны в сторону, сталкиваясь друг с другом, напоми­ная чем-то муравьев в коробке.

Чем выше температу­ра, тем быстрее движутся молекулы (кстати, и муравьи тоже, если вас это интересует).

По сути дела, темпера­тура — это мера средней кинетической энергии (энер­гии движения) всех молекул вещества.

Важно подчеркнуть в этом определении слово сред­ней, так как при любой заданной температуре молеку­лы не будут двигаться с одинаковой скоростью.

У неко­торых движение очень быстрое, потому что перед этим их толкнули другие молекулы.

Они в свою очередь за­медляют скорость, так как отдали часть энергии моле­кулам, которые сами же и толкнули.

Последите за иг­рой на бильярде.

Вы заметите, что бильярдный шар сильно замедляется, ударившись о другой шар, кото­рый покатится дальше с большей скоростью.

Но сред­няя энергия двух шаров — их «температура» — остает­ся неизменной.

Теперь о том, что происходит на поверхности жидко­сти.

Какие, по-вашему мнению, молекулы выскользнут в воздух и испарятся?

Правильно. Те, у кого больше энергии.

И этот «побег» понизит среднюю энергию, температуру молекул, оставшихся в жидкости.

Следо­вательно, жидкость, испаряясь, охлаждается.

Но на этом история не заканчивается.

Охлаждение не может продолжаться бесконечно.

Вам когда-нибудь приходилось наблюдать, как лужа, из которой вода ис­паряется, вдруг замерзла? Нет.

А происходит следую­щее — как только жидкость начинает слегка остывать, из окружающей ее среды начинает поступать тепло, увеличивая численность молекул с большей энергией, что в конечном итоге, поддерживает постоянную тем­пературу.

«Ага! — скажете вы, — у нас опять не все сходится.

Если испаряющаяся жидкость не имеет воз­можности остаться холодной, то почему мне становит­ся прохладнее, когда испаряется пот?»

А откуда, как вы думаете, идет пополнение энергии?

От вашей кожи.

По мере испарения, слой пота никогда не охлаждается очень сильно, ведь он продолжает за­бирать тепло у кожи и выбрасывать его в воздух в виде горячих молекул.

Таким образом пот выполняет роль посредника, помогая коже освободиться от тепла.

Скорость испарения жидкости зависит от того, на­сколько тесно связаны молекулы в жидкости.

Там, где молекулы не сильно притягиваются друг к другу, они могут покинуть всю компанию без особого труда, и жидкость быстро испарится.

Некоторые жидкости та­кие летучие, что тепло не успевает поступать из окру­жающей среды, и температура действительно пони­жается.

К таким жидкостям относится, в частности, этиловый спирт, он испаряется в два раза быстрее, чем вода.

Нанесите на кожу немного спирта (подой­дет любой спирт, можно для растирания), вы почувствуете больший охлаждающий эффект, чем от воды.

Это происходит потому, что «горячие» молекулы спирта уходят в воздух с такой скоростью, что опере­жают вашу способность нагревать участок, где нанесен спирт до температуры тела.

Этилхлорид является в высшей степени летучей жид­костью.

Его молекулы не хотят поддерживать отноше­ния друг с другом, и только ждут случая, чтобы сбежать «из дома».

Процесс испарения этой жидкости происходит в сто раз быстрее, чем воды.

Нанесите на кожу немного этилхлорида, и от холода она занемеет.

Врачи используют его в качестве местной анестезии при небольших операциях.

Поделиться в соц. сетях

Share to Google Buzz
Share to Google Plus
Share to LiveJournal
Share to MyWorld
Share to Odnoklassniki

Если Вам интересна эта запись, Вы можете следить за ее обсуждением, подписавшись на RSS 2.0 .

Один комментарий к “Процесс испарения и эффект охлаждения”

  • 26 июня, 2011, 4:39

    Все так живо, красочно описано, что сразу перед глазами вся жизнь молекул проходит :)

Оставить комментарий или два

Контакты | Правила использования | ТМ | Частные положения
Все права защищены. При копировании материалов с сайта ссылка обязательна http://free.veranek.ru