Испарение и конденсация

Кара-Богаз-Гол выполняет функцию испарителя каспийских вод.

Район залива относится к числу внутриматериковых пустынь, для которого характерно интенсивное испарение с водной поверхности и незначительное количество осадков

Давайте разберём как же происходит процесс испарения

Испарение – парообразование, происходящее с поверхности жидкости

1. Какие молекулы покидают жидкость при испарении?

2. Как изменяется внутренняя энергия жидкости при 

испарении?

3. При какой температуре 

может происходить 

испарение?

Испарение – парообразование, происходящее с поверхности жидкости, но тогда возникают вопросы:

1. Какие молекулы покидают жидкость при испарении?

2. Как изменяется внутренняя энергия жидкости при испарении?

3. При какой температуре может происходить испарение?

4. Как изменяется масса жидкости при испарении ?

4. Как изменяется масса 

жидкости при испарении?

Согласно законам физики

Испарение-процесс превращения жидкости в пар со свободной поверхности при любой температуре.

• молекулы в жидкости непрерывно движутся;
• если какая-нибудь молекула подойдёт к поверхности и смоет вылететь из жидкости, то над жидкостью образуется пар;
• Чтобы вылететь из жидкости молекуле нужно иметь энергию, достаточную для преодоления притяжения соседних молекул.

Жидкость при испарении охлаждается, так как внутренняя энергия уменьшается.

-Молекулы жидкости расположены друг к другу практически впритык, и, несмотря на то, что связаны между собой силами притяжения, к определённым точкам не привязаны, а потому свободно перемещаются по всей площади вещества (они постоянно сталкиваются друг с другом и изменяют свою скорость).

-Частицы, что уходят на поверхность, набирают во время движения темп, достаточный для того, чтобы покинуть вещество. Оказавшись наверху, своё движение они не останавливают и, преодолев притяжение нижних частиц, вылетают из воды, преобразовываясь в пар. При этом часть молекул из-за хаотического движения возвращается в жидкость, остальные уходят дальше, в атмосферу. Испарение на этом не заканчивается, и на поверхность вырываются следующие молекулы (так происходит до тех пор, пока жидкость полностью не улетучивается).

Испарение жидкости в открытой и закрытой колбах

Ветер. Процесс испарения окажется намного быстрее, если над ёмкостью, в которой находится вода, движется воздух. Чем быстрее он это делает, тем скорость испарения больше. Нельзя не учитывать взаимодействие ветра с испарением и конденсацией. Молекулы воды, поднимаясь с океанической поверхности, частично возвращаются назад, но большая часть высоко в небе конденсируется и образует облака, которые ветер перегоняет на сушу, где капли выпадают в виде дождя и, проникнув в грунт, через какое-то время возвращаются в океан, снабжая растущую в почве растительность влагой и растворёнными минеральными веществами.

Объясни, почему:

вода из блюдца испарилась быстрее?

нарушилось равновесие весов?

1. Площадь поверхности. Чем большую площадь поверхности занимает жидкость, тем больше молекул с неё улетучивается, тем выше скорость испарения. Например, если влить воду в кувшин с узким горлышком, жидкость будет исчезать очень медленно, поскольку испаряемые частицы начнут оседать на сужающихся стенках и спускаться. В то же время, если налить воду в миску, молекулы будут беспрепятственно уходить с поверхности жидкости, поскольку им будет не на чем конденсироваться, дабы вернуться в воду.

2. Температура. На скорость испарения также влияет теплота испарения. Несмотря на то, что процесс испарения происходит даже при минусовой температуре, чем больше температура вещества, тем выше теплота испарения, значит, тем быстрее двигаются частицы, которые, увеличивая интенсивность испарения, массово покидают жидкость (поэтому кипящая вода испаряется быстрее холодной).Из-за потери быстрых молекул внутренняя энергия жидкости уменьшается, а потому температура вещества во время испарения понижается. Если жидкость в это время будет находиться возле источника тепла или непосредственно нагреваться, её температура снижаться не будет, так же, как и не снизится интенсивность испарения.

.

3. Плотность. Чем вещество плотнее, тем ближе молекулы находятся по отношению друг к другу, тем труднее верхним частицам преодолеть силу притяжения других атомов, следовательно, испарение жидкости происходит медленнее. Например, метиловый спирт улетучивается намного быстрее воды (метиловый спирт – 0,79 г/см3, вода – 0,99 г/см3).

через несколько дней уровень различных жидкостей стал разным.

Объясни

Как будет происходить испарение, если над жидкостью будет дуть ветер?

1. Зависимость испарения от ветра.

Скорость испарения зависит от движения воздуха над свободной поверхностью жидкости. Когда мы создаем ветер, испарение происходит быстрее

Можно провести дома такой опыт:

Взять 2 листа бумаги нанесем одинаковое количество воды. Над одним листом будем создавать тетрадью или феном ветер. Какой лист быстрее высохнет ?

Вывод:  Если воздух над жидкостью движется, скорость испарения увеличивается, так как поток воздуха помогает молекулам жидкости оторваться от поверхности и перейти в парообразное состояние. Горячий воздух ускорит этот процесс.

2. Зависимость испарения от площади испаряемой поверхности, если температура жидкости одинакова.

Ход опыта:

Нальем одинаковое количество воды в стакан и блюдце. Оставим до утра.

На следующее утро мы видим, что вода в блюдце испарилась (объем жидкости стал меньше), а в стакане вода ещё есть.

Вывод:  Чем больше поверхность испаряющийся жидкости, тем быстрее происходит испарение, так как количество испаряющихся молекул будет больше на большей площади.

Почему вода из тарелки испаряется быстрее, чем из миски?

ИСПАРЕНИЕ

ЗАВИСИТ ОТ

РОДА ВЕЩЕСТВА

ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОСТИ

Итак испарение зависит от…….

ВЕТРА

ПЛОЩАДИ ПОВЕРХНОСТИ

8

Во время испарения жидкое вещество постепенно переходит в паро- или газообразное состояние после того, как мельчайшие частицы (молекулы или атомы), двигаясь на скорости, достаточной для того, чтобы преодолеть силы сцепления между частицами, отрываются от поверхности .

А как вы думаете испаряются только жидкие тела ?

Вообще-то твердые вещества тоже испаряются (в этом случае процесс называется сублимацией). Такое «высыхание» мы обычно замечаем по запаху, когда в наш нос попадают молекулы, улетучившиеся с поверхности твердого тела, например, куска мыла, нафталина или смолы.

8

Несмотря на то, что процесс испарения известен больше как переход жидкого вещества в пар, существует сухое испарение , когда при минусовой температуре лёд переходит из твёрдого состояния в парообразное, минуя жидкую фазу.

Несмотря на то, что процесс испарения известен больше как переход жидкого вещества в пар, существует сухое испарение , когда при минусовой температуре лёд переходит из твёрдого состояния в парообразное, минуя жидкую фазу.

Когда твердые вещества тоже испаряются (в этом случае процесс называется сублимацией). Такое «высыхание» мы обычно замечаем по запаху, когда в наш нос попадают молекулы, улетучившиеся с поверхности твердого тела, например, куска мыла, нафталина или смолы

8

так что же происходит с температурой тела при испарении с него воды? Почему?

Что происходит с температурой тела при испарении с него воды? Почему?

8

Тест

1. Из пяти капель на стекле (вода, подсолнечное масло, нашатырный спирт, эфир, бензин) последней испарится капля:

• воды;
• подсолнечного масла;
• нашатырного спирта;
• эфира;
• бензина.

2.Ветер позволяет легче переносить жару, так как:

• увеличивает теплопроводность;
• увеличивается скорость излучения кожи;
• уменьшается теплопроводность;
• увеличивается скорость испарения капель пота;
• среди ответов нет правильного.

3.Завист ли скорость испарения жидкости от температуры?

• не зависит;
• уменьшается;
• увеличивается;
• у одних жидкостей скорость уменьшается, у других - увеличивается;
• среди ответов нет правильного.

Процесс испарения – это очень интересное явление, его интересно наблюдать и отмечать, как оно часто встречается в нашей жизни .

Статистика природы

испарение теснейшим образом связано с температурой воздуха

Итак, что такое испарение, мы выяснили. Теперь заметим факт, что оно теснейшим образом связано с температурой воздуха. Следовательно, в течение суток самое большое количество кубометров воды превращается в пар примерно в полдень. Кроме того, этот процесс наиболее интенсивен именно в тёплые месяцы. Самое сильное испарение в годовом цикле наблюдается в середине лета, тогда как слабое попадает на зиму.

На пороге  Кара - Богаз -Гола перепад температур воздуха и воды — почти в тридцать градусов! — создаёт обильное испарение и перемешивание потока.

Кара-Богаз-Гол

Испарение: не менее 6 км 3  каспийской воды в год .

С поверхности озера испаряется большое количество воды

В сильную жару реки, пруды и озера мелеют, вода испаряется, то есть из жидкого состояния переходит в газообразное -- превращается в невидимый пар. В течении дня, вода луж, прудов, озер, рек, морей, влага, содержащаяся в растениях нагревается Солнцем и испаряется, причем тем скорее, чем сильнее нагрета.

Среднегодовое количество осадков: от 70 до 100 мм (как правило, до земли капли дождя не долетают — испаряются от жары на лету ). Среднегодовое испарение: до 1400-1500 мм.

Испарение   имеет два возможных следствия — сгущение соленой воды и иссушение земли. 

Испарение, то есть переход твердых или жидких веществ в газообразное состояние зависит от летучести вещества.

А упрощенно говоря, летучесть, в свою очередь, зависит от температуры кипения - чем температура кипения выше, тем ниже летучесть. Соляной раствор - это смесь молекул воды и соли. Вода кипит при 100°С, а чтобы закипела поваренная соль, ее придется сперва превратить в жидкость, нагрев до 800,8°С, а затем раскалить полученный расплав еще до 1465°С. Как видишь, соль гораздо менее летучее вещество, чем вода, поэтому она и остается на дне. Правда, соль будет испаряться практически вечно...

Процесс испарения в природе

Реки растворяют в своих водах множество химических веществ, содержащихся в горных породах, и уносят их в море. Одно из таких веществ – обыкновенная соль, которую мы употребляем в пищу. Когда морская вода испаряется, растворенная в ней соль остается в море. Вот почему моря такие соленые.

Процессы усыхания замкнутых соляных озер протекают и в настоящее время. Особенно интересный пример представляет залив Кара-Богаз-Гол на Каспийском море. С громадной поверхности этого залива вода испаряется очень интенсивно, что вызывает постоянное поступление в него через узкий и мелкий пролив все ровных количеств морской воды. В результате этого протекавшего тысячелетиями процесса соленость Кара-Богаз-Гола во много раз превысила соленость самого Каспийского моря (в среднем 1,3%). Вода Кара-Богаз-Гола содержит около 30% растворенных солей и представляет собой настолько крепкий рассол, что при похолодании из нее выделяется кристаллический осадок (главным образом Na 2 SO 4 • 10Н 2 О), вновь растворяющийся при потеплении воды. 

Процесс испарения в жизни человека.

Испарение иногда бывает опасно. Например: если у вас разбился градусник, то из него может вылиться ртуть, которая быстро испаряется. Её пары очень опасны и ядовиты для человека. Бензин также опасен своими парами: розлив бензина и случайная искра может привести к мгновенному взрыву и пожару. На кухне хозяйка часто использует процесс испарения для приготовления и сохранения пищи.

Например: образующийся внутри кастрюли-скороварки пар давит на воду, вследствие чего она закипает при более высокой температуре и пища готовиться быстрее .

Процесс испарения часто используют при стерилизации посуды для консервирования продуктов.

При простуде люди часто используют процесс испарения при проведении ингаляций лекарственными травами.

Ощущать долго аромат духов люди могут только благодаря испарению, сначала с поверхности кожи испаряется спирт, а затем и менее летучие ароматические вещества, которые продолжают напоминать о человеке даже, когда он ушел.

Процесс испарения с помощью горячей струи воздуха позволяет создавать красивые прически. Работа парикмахера без фена невозможна!

Хлеб-соль!

Медицина утверждает, что в человеческом организме больше всего поваренной соли содержится в плазме крови. Без нее невозможен обмен веществ, происходящий в организме. Без соляной кислоты немыслимо пищеварение. Хлор, поставляемый солью, соединяется с водородом, вот и соляная кислота. Живое существо, не получая соли, погибнет тем быстрее, чем больше пищи получит.

"Солевое голодание может привести к спазмам мускулатуры, к судорогам, нарушению кровообращения, угнетению нервной системы и нередко к смерти".

Понятно, почему в знаменитой формуле русского гостеприимства прежде всего говорится о хлебе. Но за ним - соль?! Почему не сахар? Нам, покупающим на гривенник килограмм соли, да не простой, а йодированной, непонятно, отчего ей такой почет. Соль всегда под рукой: недосол, как говорит поговорка, на столе. Может быть, все дело в пересоле: мы легко позволяем себе пересолить, в былые же времена в основном недосаливали, поскольку белого кристаллического порошка было мало. Возможно, что, говоря "хлеб-соль", мы отдаем дань древней традиции, былой тоске по соленому, всего лишь повторяем слова, некогда полные глубокого смысла!

Резко-континентальный, засушливый (пустынный), сильные ветра, соляные бури (следствие нарушения экобаланса).

Жаркое лето, довольно холодная зима.

Средняя температура воды на глубине: -6°С. Температура воды на поверхности летом: до +35°С. Температура воды на поверхности зимой: ниже 0°С.

Средняя температура воздуха в январе: до -4°С. Средняя температура воздуха в июле: +30°С.

Экосистема залива и всей юго-восточной акватории Каспийского моря в 1980-х гг. чуть не погибла в результате реализации не прошедшего экспертизы проекта, от которого пытался предостеречь еще в 1932 г. в своей повести „Кара-Богаз" К.Г. Паустовский, Игнат Александрович Жеребцов  ещё тогда предлагал перекрыть реку несущую воды Каспия в Кара Богаз. Это он аргументировал тем, что масса рыбы гибнет попадая в такую ловушку. На что ему  Профессор Докучаев сказал: " У нас в России открыть что-нибудь большая проблема. А вот закрыть- пара пустяков".

Хлорид натрия особенно много в морской воде и в соленых озерах, в больших массах он встречается  в виде твердой каменной соли. Подсчитано, что эта соль  могла бы покрыть весь земной шар пластом толщиной в 45м. На долю поваренной соли приходится большая часть. В одном литре океанской воды содержится около 26-30 г. поваренной соли.  соленость  морской воды зависит от испарения, таяния и образования льдов, осадков и притока пресных вод с суши.

В результате естественного испарения под действием солнечного тепла летом или в результате охлаждения зимой на соленых озерах и лиманах происходит кристаллизация солей. Такая соль называются самосадочной.

Кара-Богаз-Гол

Залив-лагуна Каспийского моря

Мелкая и очень соленая лагуна, соединенная с Каспийским морем длинным узким проливом.

Кара-Богаз-Гол

Залив-лагуна Каспийского моря

На карте мира у Каспийского моря напротив Баку бросается в глаза большой «карман» — залив полукруглой формы, глубоко вдающийся в сушу в северо-западной части Туркменистана. Если масштаб мелкий, то он покажется обычным заливом, но на местности или на детальной карте и аэрофотосъемке сразу видна его главная особенность: лагуна почти наглухо отделена от моря широкой полосой песка — пересыпком. Разрезая барханы, известковые и соляные отложения, пробивает себе дорогу через раскаленную пустыню уникальная «морская река» — пролив Кара-Богаз-Гол (тюрк, «черное горло») длиной ок. 10 км и шириной ок. 200 м. Из-за значительного перепада уровня воды в Каспии и в заливе — около 4,5 м — вода течет с большой скоростью — от 1 до 3 м/сек. Не понимая природы этого явления (куда потом девается вся эта вода), одно время люди верили, что на дне залива берет начало подводная река, утекающая в неизвестном направлении…

Местоположение : восточное побережье Каспийского моря в северо-западной части Туркмении. О территории : Туркмения, Западный экономический район, Балканский велаят.

Залив Кара-Богаз-Гол находится в восточной части Каспия, на севере Туркмении. Он имеет площадь около 18 000 км 2  и глубоко вдается в окружающие пески — здесь находится пустыня  Каракумы .

Цифры

Площадь залива до строительства и после взрыва дамбы : ок. 18 тыс. км 2 .

Площадь залива после строительства глухой дамбы : 6 тыс. км 2 .

Протяженность залива : сильно изменяется в зависимости от уровня Каспийского моря. Преобладающая глубина залива : 4-7 м, после строительства дамбы обмелел до 0-50 см. Уровень воды в заливе : ок. -32 м от у. м.

Уровень Каспия : сильно колеблется от 25,2 м ниже у. м. до 29 м ниже у. м., в среднем ок. 27,5 м ниже у. м.

Перепад уровня воды : ок. 4,5 м.

Среднегодовой отток воды из Каспия в залив : ок. 20-25 км 3 . Испарение : не менее 6 км 3  каспийской воды в год.

Соленость : перенасыщенный соляной раствор (достигал 310%о в начале 1980-х).

Прозрачность : до 3 м.

Пролив Кара-Богаз-Гол : длина ок. 10 км, ширина ок. 200 м. Скорость течения в проливе : от 1 до 3 м/с.

Климат и погода

Резко-континентальный, засушливый (пустынный), сильные ветра, соляные бури (следствие нарушения экобаланса).

Жаркое лето, довольно холодная зима.

Средняя температура воды на глубине : -6°С. Температура воды на поверхности летом : до +35°С. Температура воды на поверхности зимой : ниже 0°С.

Средняя температура воздуха в январе : до -4°С. Средняя температура воздуха в июле : +30°С. Максимальные температуры : до +48°С, минимальные — до -31°С.

Достопримечательности

■  Пролив Кара-Богаз-Гол  — единственная в своем роде морская река длиной около 10 км, текущая из Каспия в залив через барханные пески пустыни. ■ Гряда известково-солончаковых отложений образовала в русле двухметровый водопад. ■  Залив Кара-Богаз-Гол  — сам по себе достопримечательность, экосистема с уникальными функциями.

Залив Кара-Богаз-Гол расположен на 4,5 м ниже уровня Каспия. От моря его отделяет узкая коса, прорезанная проливом. Из-за разницы высот в проливе всегда сильное течение, около 1 м/с (вода из моря как бы всасывается в залив), и есть морской водопад 

Любопытные факты

■ Богатая сульфатом натрия вода из источника в 1626 г. помогла химику И.Р. Глауберу долечиться после сыпного тифа, поэтому он исследовал ее состав и назвал соль чудесной (мирабилит — от лат. «мирабилис»). Глауберова соль имеет большое значение в промышленности и медицине.

■ На подходе к заливу издалека виден над песками «купол багровой мглы, как бы дым тихого пожара, горящего над пустыней». Туркмены говорят, что это «дымит Кара-Богаз» (природное явление, описанное в повести «Кара-Богаз»).

■ В конце XIX в., когда воды залива еще не были такими солеными, Шпиндлер и другие исследователи наблюдали в заливе красные полосы пены от скопления икры местных рачков. Рачками питались рыба и молодые тюлени, также было очень много птиц: дикие гуси, пеликаны и даже розовые фламинго. С возрастанием солености воды рачки и те, кто ими питались, исчезли. Рыбы, проникая в залив из моря, погибают. Из органического мира здесь теперь имеются лишь бактерии и несколько видов водорослей.

Экономика

Полезные ископаемые : мирабилит (глауберова соль) — крупнейшее в мире месторождение. Из подземных рассолов добывают ценное сырье — бор, бром, редкоземельные элементы.

Промышленность : добывающая и перерабатывающая (химкомбинат «Карабогаз-сульфат» в г. Бекдаше).

В переводе с туркменского Кара-Богаз-Гол означает «озеро Черная Пасть». Местное же название залива — «Яджи–Дарья», то есть «горько-соленая вода». Это название связано с очень высокой соленостью воды, достигающей 310 промилле, намного больше, чем в Каспии (0,3–13,5 промилле). Дело в том, что озеро фактически бессточное, а прибывающая сюда из моря вода в жарком туркменском климате активно испаряется. Это и приводит к повышению концентрации соли. Из-за повышенной солености в Кара-Богаз-Голе наблюдается массовая гибель рыбы, попадающей в залив из моря. Иногда мертвая рыба валяется на берегу целыми косяками.

Залив Кара-Богаз-Гол солон в основном за счет повышенного содержания  глауберовой соли , или мирабилита. Химически это десятиводный  сернокислый натрий  (Na 2 SO 4  × 10H 2 O). Глауберова соль растворима в воде при температуре выше 10°С. В зимние месяцы температура залива может опускаться ниже этой отметки (до 5°С), что приводит к выбросам на берег значительного количества этой соли, скапливающейся густой белой массой наподобие снега.

эта особенность, кстати, легла в основу первой промышленной добычи сернокислого натрия на Кара-Богаз-Голе около 100 лет назад, в 1920–1930-х гг. Способ этот был очень простой. Зимой выброшенную на берег соль откидывали лопатами дальше от берега, чтобы весной ее не смыло обратно в залив. За сухое и жаркое туркменское лето соль освобождалась от частиц воды, ненужных в производстве и удорожающих транспортировку. Таким образом из десятиводного сернокислого натрия получался безводный сернокислый натрий, который далее нужно было просто погрузить на баржи.