Номер 2, страница 42 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

2. Почему при испарении жидкость охлаждается?

Почему при испарении жидкость охлаждается?

Охлаждение жидкости при испарении — это физическое явление, которое объясняется на основе молекулярно-кинетической теории строения вещества.

Процесс можно разбить на несколько ключевых моментов:

1. Движение молекул. Все молекулы в жидкости находятся в непрерывном и хаотическом движении. Они обладают разной скоростью и, следовательно, разной кинетической энергией ($E_k = \frac{mv^2}{2}$). Некоторые молекулы движутся очень быстро («горячие» молекулы), другие — медленнее («холодные»). Температура жидкости является мерой средней кинетической энергии всех ее молекул.

2. Условия для испарения. Испарение представляет собой процесс, при котором молекулы покидают поверхность жидкости и переходят в газообразное состояние (пар). Чтобы вылететь с поверхности, молекула должна совершить работу против сил межмолекулярного притяжения, которые удерживают её в жидкости. Для этого ей необходимо обладать кинетической энергией, превышающей определенное пороговое значение.

3. Отбор самых «быстрых». Только те молекулы, которые находятся у поверхности жидкости и имеют наибольшую кинетическую энергию, способны преодолеть силы притяжения и покинуть жидкость. Молекулы с меньшей энергией остаются.

4. Снижение средней энергии. Так как жидкость покидают самые энергичные («быстрые») молекулы, средняя кинетическая энергия оставшихся молекул уменьшается. Поскольку температура — это показатель средней кинетической энергии, ее снижение означает, что жидкость охлаждается.

Этот процесс можно сравнить с ситуацией, когда из группы студентов уходят все отличники: средняя успеваемость оставшейся группы падает. Аналогично, когда из жидкости уходят «самые горячие» молекулы, ее общая температура понижается.

Энергия, которую уносят с собой испарившиеся молекулы, называется удельной теплотой парообразования. Эта энергия забирается от оставшейся части жидкости, что и вызывает эффект охлаждения. Именно поэтому мы чувствуем холод, когда выходим из воды, особенно в ветреную погоду — испарение воды с поверхности кожи ускоряется, забирая тепло у нашего тела.

Ответ: При испарении с поверхности жидкости улетают наиболее быстрые молекулы, обладающие наибольшей кинетической энергией. Вследствие этого средняя кинетическая энергия оставшихся в жидкости молекул уменьшается, что и приводит к понижению температуры жидкости.