Почему с неба идёт дождь? Куда деваются лужи? Почему вода из морей и океанов не уходит? На эти и другие вопросы ребята смогут ответить, проведя простые опыты, связанные с круговоротом воды в природе, у себя дома. Всё, что потребуется для экспериментов, можно без труда найти в квартире.
Аудио-версия статьи «КРУГОВОРОТ ВОДЫ В ПРИРОДЕ: ДЕЛАЕМ ЭКСПЕРИМЕНТЫ С ДЕТЬМИ» Тег audio не поддерживается вашим браузером. Скачать.
Содержание
Поверхность нашей планеты на 2/3 состоит из воды. Без неё не стало бы водоёмов, рек, морей, океанов, а значит, не было бы и жизни. Предлагаем провести несложные опыты в домашних условиях и выяснить, в каких формах существует вода и какими свойствами она обладает. В этой статье мы собрали несколько экспериментов с водой и паром для детей. Для удобства можно завести специальный блокнотик, чтобы записывать свои наблюдения.
Круговорот воды в природе
С помощью этого опыта дети смогут больше узнать об осадках. Поймут, как действует круговорот воды в природе. Этот эксперимент подойдёт для проведения с самыми маленькими.
Прежде чем приступить к опыту, приготовьте: 3-х литровую банку, воду, крышку, фломастеры.
1. Заполните подготовленную ёмкость водой примерно на половину и закройте её крышкой. Вместо банки можно использовать плотный зип-пакет.
2. Сверху на банке с помощью фломастеров нарисуйте картинку. Изобразите волны, облака, деревья.
3. Поставьте банку на балкон или подоконник, чтобы на неё попадало солнце. После чего наблюдайте. Вы увидите, как начнёт образовываться конденсат. В виде небольших капелек вода будет образовываться на стенках банки, поднимется к крышке, а затем вновь будет стекать вниз.
Обсудите с ребёнком, что именно так и происходит круговорот воды в природе. Вода испаряется с рек, морей и океанов, в виде пара уходит к верху. Верхние слои атмосферы охлаждают её, она оседает в облаках, а затем в виде дождя вновь падает на землю.
С детьми постарше этот эксперимент можно расширить. Отметьте, на каком уровне была вода в банке. Закройте крышкой, подождите несколько дней и снова проверьте отметку. После чего откройте крышку и повторите опыт. Что произойдёт? Часть воды попросту испарится. Отсюда возникает другой логичный вопрос, почему же тогда вода в реках и морях не пересыхает? Ответ – круговорот воды в природе. Вы можете рассказать о нём детям с помощью нашего увлекательного познавательного рассказа «Круговорот воды в природе для детей». Эта сказка о путешествии двух сестрёнок – маленьких капелек. Она познакомит ребят с чудесными перевоплощениями воды.
Экосистема в банке
Сделаем эксперимент ещё более увлекательным. Попробуем понаблюдать не только за перемещениями воды в банке, но и за жизнью маленького растения. Сможет ли оно расти в таких условиях? Посадите в банку любое растение, мы взяли базелик, полейте его и закройте крышкой. Оставьте в светлом солнечном месте на две недели, а затем посмотрите, что произошло. Растение не погибло, оно продолжило свой рост и развитие, ведь всё необходимое в нашей «экосистеме» было. А именно: солнечный свет, вода и тепло. Такое наблюдение за круговоротом воды в природе производили наши партнёры Нескучная лаборатория:
Вода из воздуха
Проведём ещё один опыт, который наглядно покажет нам, что такое конденсат и как он образуется. Водяной пар витает в воздухе не постоянно. Часть его вновь становится водой. Это и есть конденсация, она происходит тогда, когда воздух начинает охлаждаться. Всё дело в том, что тёплый воздух может содержать больше крошечных капелек – пар, нежели холодный. Кстати, все мы наблюдаем процесс конденсации, когда видим след от самолёта.
Перейдём к опыту. Для этого нам понадобится стакан воды и холодильник. Оставьте чашку с водой в холодильнике примерно на один час. За это время он успеет хорошо охладиться. Как только мы достанем стакан, увидим, как на его стенках будут образовываться капельки. Всё дело в том, что воздух вокруг стакана охлаждается. Водяной пар конденсируется и образуется в виде капелек на стенках. Именно поэтому окна запотевают в холодные дни, и по их внутренней поверхности начинают стекать капельки.
Большая стирка
Поэкспериментируем с мокрыми вещами и выясним, как быстро влага сможет испариться. Этот опыт нужно проводить на улице в тёплый летний день.
Вам понадобится: старая ткань, вода.
1. Разрежьте кусок ткани на 6 кусочков и намочите.
2. Первый лоскуток положите на солнышке, второй – в тенёчке.
3. Третий кусочек оставьте на ветру, четвёртый уберите в безветренное место.
4. Пятый кусочек ткани скомкайте, а шестой расправьте.
5. Наблюдайте.
Где влага испарится быстрее? Конечно, на солнышке. Если сравнить вторую пару лоскутков, то процесс сушки окажется быстрее на ветру, так как он сдувает водяной пар с поверхности материи. Скомканные вещи высыхают хуже, потому что влага уходит не равномерно, в отличие от разложенного кусочка ткани. Сделайте с ребёнком вывод, что вещи быстрее всего сохнут в солнечную и ветреную погоду.
Когда влага испаряется, она забирает с собой тепло. По этой причине человеку бывает холодно после того, как он примет душ. Однако это свойство воды помогает нам не перегреться во время интенсивных тренировок. При занятиях спортом у нас выделяется пот, который, испаряясь, создаёт небольшую прохладу.
Холодильник своими руками
Попробуем сделать самодельный холодильник, используя глиняный горшок и воду. Возьмите любой предмет или, например, яблоко. Чтобы оно оставалось в прохладе, накройте его горшком из глины, смоченном в воде. Влага будет испаряться, унося с собой тепло, а, значит, фрукт будет словно в холодильнике. Можно маленький горшок вставить в большой, а между ними налить воду, так холодильник будет работать дольше.
Кипящий чайник
Когда вода в чайнике закипает, мы наблюдаем пар. Выходя наружу, он сталкивается с прохладным воздухом и получается процесс конденсации. Проверить это легко, достаточно поднести ложку к пару, с неё тут же начнёт стекать вода. Будьте осторожны, пар очень горячий, поэтому опыт следует делать в прихватке.
Растения испаряют влагу
Для опыта нужно: растение, полиэтиленовый пакетик, нитка.
Выберите растение, которое растёт с солнечной стороны. Один из листочков оберните в пакетик и подвяжите. Немного подождите, вы увидите, как внутри всё запотеет. На стенках пакета образуются капельки воды. Это значит, что растения тоже испаряют влагу. Почему же мы тогда этого не замечаем? Дело в том, что вода испаряется в окружающий воздух.
Откуда же в растениях вода? Своими корнями они берут воду из земли, затем она поднимается вверх, сначала к стебелькам, а потом и к листочкам. Остатки влаги испаряются. Кстати, так растение и охлаждается, если ему жарко. Да, не только человек может «потеть», но и деревья, кустарники, цветы, травы. Опытным путём мы выяснили, что и растения участвуют в круговороте воды в природе.
Помогите детям открыть и исследовать окружающий мир с помощью простых опытом в домашних условиях. Проводите эксперименты и наблюдайте за процессом, делайте записи, показывайте примеры, и тогда интерес и любопытство ребёнка к исследованию и науке будет только расти.
- 1 Советы на все случаи жизни
- 2 Опыты с использованием колбы
- 3 Пар это вода опыты с использованием алюминиевой банки из-под спрайта
- 4 Опыты с кастрюлями
- 5 Опыты кастрюля и стекло
Существует много опытов, в основе которых находится вода. Очень интересными опытами считаются опыты с кипящей водой, когда образуется пар. С помощью пара и сосуда вытесняется воздушная масса, а как только происходит охлаждение и пар конденсируется, в емкости резко понижается температурный режим и в атмосферном давлении происходят настоящие чудеса. Опыты, в которых участвует вода, интересны не только детям, но и взрослым. Интересны эти опыты и любителям физики и всем увлекающимся экспериментальными работами. Кипением называется явление, когда жидкость образует пар с образованием пузырьков. Пузырьки всплывают на поверхность, а вверх поднимается туман.
Советы на все случаи жизни
В опытах наблюдаются быстрые протекания физически явлений и очень хорошо, если для наглядного примера остальным, чтобы не показывать опыт вы его снимите на видео. Этот факт буден интересен и вам для анализа, который можно будет провести, пересмотрев опыты. Для того чтобы провести опыты, необходимо обзавестись специальным оборудованием. Первый рассматриваемый опыт лучше всего проводить под присмотром руководителя, остальные опыты можно проводить и самостоятельно. В любом случае обязательно соблюдается осторожность и аккуратность. Если воздух из сосуда убран, то атмосферное давление, которое давит на стенку сосуда, составляет 10 ньютонов на 1 см 2. Эта цифра эквивалентна массе в один килограмм. Внутри сосуда остается водяной пар, который в обычных условия имеет давление 30 мм ртутного столба. Это более чем в 20 раз меньше давления атмосферы. Если же при вытеснении паром в сосуде остается воздух, то давления хватит для проведения следующих опытов.
Опыты с использованием колбы
Берется сосуд, имеющий плоское дно, это может быть коническая или круглая колба, достаточно объема от 0.3-0.5 литра. Наливаем в эту колбу 50 мл воды. Используем огнеупорную колбу, ее легко узнать по матовому оттенку. Закройте горлышко пробкой из резины с выходной стеклянной трубочкой, на которую нужно надеть полуметровый шланг. Колбу ставят на плитку, в сосуд, который ставится рядом, опускается трубочка. В нем должна быть вода в количестве 300 мл, подкрасьте ее. Примерно на 1 см шланг не должен касаться дна второго сосуда. Вода нагревается и доводится до кипения за 3 минуты и чуть-чуть кипит. Вода будет кипеть, а во второй сосуд будет поступать большое количество пузырьков. Как только пузырьки перестанут идти, возьмите тряпку и вместо плиты поставьте подставку одинаковой высотой с плитой. Можно просто поменять плиту горячую на холодную. Вскоре начнет происходить остывание воздуха, а водяной пар начнет превращаться в конденсат. Давление будет ниже атмосферного давления, вода будет стекать в колбу. Как только ускорится конденсирование, колба заполнится водой. Опыт показывает, что кипение воды образует пар, который начинает вытеснять воздух.
Пар это вода опыты с использованием алюминиевой банки из-под спрайта
Возьмем пустую алюминиевую банку из-под любого напитка или аналогичную банку. Не открываем банку, а прокалываем с помощью шила две дырочки на расстоянии друг от друга и выливаем жидкость, дырочки не должны быть более 3 мм. Наливаем в банку немного воды, облегчит задачу использование шприца. Возьмите две спички застрогайте и, чтобы они плотно закрывали отверстия. Через отверстие в открывашке банке проденьте нитку или проволоку. На руку оденьте перчатку, чтобы не обжечься, возьмите банку за привязанную ниточку. Поднимите банку и начните нагревать ее до того момента, пока не закипит вода. Кипение вызовет туман, который будет сопровождаться капельками воды. Быстро поставьте банку и заткните отверстия, банку поместите в сосуд, где холодная вода. Туман из банки быстро будет конденсироваться и банка сомнется. Силу вычислить просто измеряется диаметр т высота, получается площадь и вычисляется действующая при этом сила. Этот опыт очень нравится начинающим физикам.
Опыты с кастрюлями
Не все опыты можно провести в одиночку, например в данном случае понадобится от 2-4 человек. Следует взять кастрюлю примерно с диаметром в 15 см. Беспокоиться не стоит, прочитав предыдущий опыт, так как эмалированную кастрюлю раздавить с помощью атмосферного давления не получится. Привяжите веревку к ручкам и к крышке кастрюли. Сделайте тесто и этим тестом намажьте стенки крышки, соприкасающейся с краем кастрюли. Можно использовать замазку, пластилин или что-то другое, но тесто конечно самое простое решение, отмыть будет легко. На дно кастрюли в 1 см налейте воды и поставьте на огонь для кипения с открытой крышкой, огонь должен быть хорошим, чтобы водяной пар выдавил воздушные массы и выдал туман. Как только горелку вы выключите, сразу плотно прижимайте крышку к кастрюле. Для охлаждения налейте воды в раковину и поставьте остужаться туда кастрюлю. Потрогайте кастрюлю, если она остыла, не прилагайте большого усилия и попытайтесь приоткрыть крышку. Если крышка не открывается, то продолжаем, если открывается, то начинаем заново. Подобный опыт проводился великим ученым Отто Герике в 1654 году, этот опыт изучается в седьмом классе. Внимание, если атмосферное давление больше, то может оторваться ручка от кастрюли. Для этого опыта не берите мамину любимую кастрюлю. Растяните веревки с двух сторон и начинайте тянуть, пытаясь открыть крышку. Сила давления вычисляется следующим образом F=pS, так что если крышка в диаметре 20 см, соответственно крышка примерно 300 см квадратных, а значит, крышка прижимается на 3000 Н.
Опыты кастрюля и стекло
Возьмите кастрюлю с диаметром в 20 см. Из обычного стекла вырезается квадрат и точно такой же квадрат из картона. Необходимо перевернуть кастрюлю и поставить ее на квадрат из бумаги, провести обводку карандашом. Стекло нужно намазать клеем, абсолютно любым. Бумагу прижимаем к стеклу таким образом, чтобы сквозь него было видно окружность сделанную карандашом. Чтобы сделать герметичную поверхность соединения нанесите замазку. Наливаем в кастрюлю воду в 1 см и начинаем ее кипятить, пока не появится водяной пар или как его еще называют туман. Кастрюлю, как закипит вода, быстро снимите с горелки и прикройте стеклом, чтобы замазка по всему периметру прилипла к крышке. Наливаем в тазик холодную воду и туда ставим кастрюлю, ожидаем, пока вода остынет. Пар начнет конденсироваться уже после первой минуты остывания, так называемый туман, исчезнет. Давление внутри уменьшается по сравнению с атмосферным и просто выдавливает стекло. Все провалится вовнутрь кастрюли.
Самым первым тепловым двигателем, который стали применять на практике стал пароатмосферный двигатель. При закипании воды образуется туман или пар, он поступает в цилиндр, благодаря этому поднимается поршень не в один десяток дециметров квадратных. После в цилиндр добавляли воду, туман прекращался в конденсат и поршень опускался при помощи рычага.
Над промышленными предприятиями зачастую можно увидеть явление конденсации водяного пара и туман. Облака и тучи тоже представляют собой такие явления как парообразование и конденсацию водяного пара. Возьмите две ватки, одну смочите в холодной воде, а другую в горячей, одинаково и отожмите и проведите по стеклу с матовым отблеском. Посмотрите на стекло, площадь следа начинает уменьшаться, причем от горячей воды быстрее, чем от холодной. Если схематически отобразить насыщенный пар, то испарение это то, что движется вверх, а конденсация, это то, что опускается вниз. Динамическое равновесие же представляет насыщенный пар.
Еще одним интересным опытом является следующее: Поставим колбу на огонь и доведем ее до кипения, затем плотно прикроем крышкой и дадим немного остыть, переворачиваем колбу и сверху польем постепенно холодную воду. Вода в колбе начнет кипеть, хоть и ее температура не будет превышать 100 градусов Цельсия.
Холодный воздух и теплый воздух содержит разное количество водяного пара, в холод окно потеет внутри помещения. Если посмотреть на небо когда летит самолет, вы увидите белый след – это своего рода тоже конденсация воды. То же самое с зеркальцем, если на него дыхнуть зеркало запотеет, стоит его оставить остывать, оно начнет принимать свою постоянную форму и все исчезнет. Наблюдать за опытами с водой и паром интересно, а говорить о ни можно бесконечно, поэтому каждый должен попробовать выполнить какой-то интересный для себя опыт или понаблюдать за определенным явлением.
Физические опыты. Конденсация в банке. Где водяной пар? Водяной двигатель
- Подробности
- Обновлено 10.07.2018 13:24
- Просмотров: 522
Конденсация в банке
1. Возьмите стеклянную банку, поднесите ее горлышко к носику кипящего чайника.
Затем поставьте банку на стол вверх дном (опрокиньте ее).
Через некоторое время воздух в ней охладиться и выпадет обильная роса.
2. Днем поставьте банку на землю вверх дном и слегка присыпьте горлышко землей, чтобы не проходил воздух извне.
Или то же сделайте на открытом балконе, приклеив горлышко банки скотчем к опоре, на которой она стоит.
Опишите, что вы увидите в банке рано утром.
Почему?
Где водяной пар?
Посмотрите на носик кипящего чайника. У самого его края нет никакого видимого водяного пара.
Почему?
Пар увидеть нельзя, т.к. это прозрачная среда, как и большинство газов.
То, что мы обычно видим и называют паром, но это – туман.
И на некотором расстоянии от носика чайника, где уже идет конденсация, его можно увидеть.
Водяной двигатель
Хотите понаблюдать реактивное движение?
Возьмите небольшую пластиковую бутылку и вырежьте кусок пенопласта в форме лодочки.
Проделайте в пенопласте отверстие и вставьте бутылку.
Под пенопластом сбоку в бутылке проделайте отверстие, закройте бутылку пробкой, а через отверстие в пробку просуньте в бутылку конец гибкой резиновой или пластиковой трубки.Второй конец трубки прикрепите к велосипедному насосу или резиновой груше.
Нажимая на поршень насоса или на грушу, вы заметите перемещение вашей лодочки в сторону противоположную направлению струи воды, выбрасываемой из бутылки.
При поднятии поршня насоса или отпускании груши лодочка двигаться не будет.
Знаете ли вы?
… немного о законе сохранения энергии
… Изучение нервных волокон и энергетики мускульного сокращения, а также исследование процессов гниения и брожения послужили Гельмгольцу стимулом для написания сочинения «О сохранении силы», где впервые с исчерпывающей ясностью был сформулирован закон сохранения энергии.
Муниципальное бюджетное дошкольное образовательное учреждение
«Детский сад «Зайчик»
Воспитатель: Музыченко Наталья
Владимировна
Вещество Вода и ее свойства
Опыт «Превращения капельки»
Опыт № 1. «Таяние льда».
Накрыть стакан кусочком марли, закрепив её резиночкой по краям. Положить на марлю кусочек сосульки. Поставить посуду со льдом в тёплое место. Сосулька уменьшается, вода в стакане прибавляется. После того, как сосулька растает полностью, подчеркнуть, что вода была в твёрдом состоянии, а перешла в жидкое.
Опыт № 2. «Испарение воды».
Наберем в тарелку немного воды, отмерим маркером ее уровень на стенке тарелки и оставим на подоконнике на несколько дней. Заглядывая каждый день в тарелку, мы можем наблюдать чудесное исчезновение воды. Куда исчезает вода? Она превращается в водяной пар – испаряется.
Опыт № 3. «Превращение пара в воду».
Взять термос с кипятком. Открыть его, чтобы дети увидели пар. Но нужно доказать еще, что пар — это тоже вода. Поместить над паром зеркальце. На нем выступят капельки воды, показать их детям.
Опыт №4. «Куда исчезла вода?»
Цель: Выявить процесс испарения воды, зависимость скорости испарения от условий (открытая и закрытая поверхность воды).
Материал: Две мерные одинаковые ёмкости.
Дети наливают равное количество воды в ёмкости; вместе с воспитателем делают отметку уровня; одну банку закрывают плотно крышкой, другую — оставляют открытой; обе банки ставят на подоконник.
В течение недели наблюдают процесс испарения, делая отметки на стенках ёмкостей и фиксируя результаты в дневнике наблюдений. Обсуждают, изменилось ли количество воды (уровень воды стал ниже отметки), куда исчезла вода с открытой банки (частицы воды поднялись с поверхности в воздух). Когда ёмкость закрыты, испарение слабое (частицы воды не могут испариться с закрытого сосуда).
Опыт № 5. «Разная вода»
Воспитатель: Ребята, возьмем стакан насыплем в нее песок.Что произошло? Можно ли пить такую воду?
Дети: Нет. Она грязная и неприятная на вид.
Воспитатель: Да, действительно, такая вода не пригодна для питья. А что нужно сделать, чтобы она стала чистой?
Дети: Её нужно очистить от грязи.
Воспитатель: А вы знаете, это можно сделать, но только с помощью фильтра.
Самый простой фильтр для очистки воды мы можем сделать с вами сами при помощи марли. Посмотрите, как я это сделаю (показываю, как сделать фильтр, затем, как его установить в баночку). А теперь попробуйте сделать фильтр самостоятельно.
Самостоятельная работа детей.
Воспитатель: У всех все правильно получилось, какие вы молодцы! Давайте попробуем, как работают наши фильтры. Мы очень осторожно, понемногу, будем лить грязную воду в стакан с фильтром.
Идет самостоятельная работа детей.
Воспитатель: Аккуратно уберите фильтр и посмотрите на воду. Какая она стала?
Дети: Вода стала чистой.
Воспитатель: Куда же делось масло?
Дети: Все масло осталось на фильтре.
Воспитатель: Мы с вами узнали самый простой способ очистки воды. Но даже после фильтрации воду сразу пить нельзя, её нужно прокипятить.
Опыт № 6. Круговорот воды в природе.
Цель: Рассказать детям о круговороте воды в природе. Показать зависимость состояния воды от температуры.
Оборудование:
1. Лед и снег в небольшой кастрюльке с крышкой.
2. Электроплитка.
3. Холодильник (в детском саду можно договориться с кухней или медицинским кабинетом о помещении опытной кастрюльки в морозильник на некоторое время).
Опыт 1: Принесем с улицы домой твердый лед и снег, положим их в кастрюльку. Если оставить их на некоторое время в теплом помещении, то вскоре они растают и получится вода. Какие были снег и лед? Снег и лед твердые, очень холодные. Какая вода? Она жидкая. Почему растаяли твердые лед и снег и превратились в жидкую воду? Потому что они согрелись в комнате.
Вывод 1: При нагревании (увеличении температуры) твердые снег и лед превращаются в жидкую воду.
Опыт 2: Поставим кастрюльку получившейся водой на электроплитку и вскипятим. Вода кипит, над ней поднимается пар, воды становится все меньше, почему? Куда она исчезает? Она превращается в пар. Пар – это газообразное состояние воды. Какая была вода? Жидкая! Какая стала? Газообразная! Почему? Мы снова увеличили температуру, нагрели воду!
Вывод 2: При нагревании (увеличении температуры) жидкая вода превращается в газообразное состояние – пар.
Опыт 3: Продолжаем кипятить воду, накрываем кастрюльку крышкой, кладем на крышку сверху немного льда и через несколько секунд показываем, что крышка снизу покрылась каплями воды. Какой был пар? Газообразный! Какая получилась вода? Жидкая! Почему? Горячий пар, касаясь холодной крышки, охлаждается и превращается снова в жидкие капли воды.
Вывод 3: При охлаждении (уменьшении температуры) газообразный пар снова превращается в жидкую воду.
Опыт 4: Охладим немного нашу кастрюльку, а затем поставим в морозильную камеру. Что же с ней случится? Она снова превратится в лед. Какой была вода? Жидкая! Какой она стала, замерзнув в холодильнике? Твердой! Почему? Мы ее заморозили, то есть уменьшили температуру.
Вывод 3:При охлаждении (уменьшении температуры) жидкая вода снова превращается в твердые снег и лед.
Общий вывод: Зимой часто идет снег, он лежит повсюду на улице. Также зимой можно увидеть лед. Что же это такое: снег и лед? Это – замерзшая вода, ее твердое состояние. Вода замерзла, потому что на улице очень холодно. Но вот наступает весна, пригревает солнце, на улице теплеет, температура увеличивается, лед и снег нагреваются и начинают таять. При нагревании (увеличении температуры) твердые снег и лед превращаются в жидкую воду. На земле появляются лужицы, текут ручейки. Солнце греет все сильнее. При нагревании жидкая вода превращается в газообразное состояние – пар. Лужи высыхают, газообразный пар поднимается в небо все выше и выше. А там, высоко, его встречают холодные облака. При охлаждении газообразный пар снова превращается в жидкую воду. Капельки воды падают на землю, как с холодной крышки кастрюльки. Что же это такое получается? Это – дождь! Дождь бывает и весной, и летом, и осенью. Но больше всего дождей все-таки осенью. Дождь льется на землю, на земле – лужи, много воды. Ночью холодно, вода замерзает. При охлаждении (уменьшении температуры) жидкая вода снова превращается в твердый лед. Люди говорят: «Ночью были заморозки, на улице – скользко». Время идет, и после осени снова наступает зима. Почему же вместо дождей теперь идет снег? А это, оказывается, капельки воды, пока падали, успели замерзнуть и превратиться в снег. Но вот снова наступает весна, снова тают снег и лед, и снова повторяются все чудесные превращения воды. Такая история повторяется с твердыми снегом и льдом, жидкой водой игазообразным паром каждый год. Эти превращения называются круговоротом воды в природе.
Водяной пар важен для жизни человека и всего живого на Земле. Он участвует в мировом круговороте воды в природе.
Солнце нагревает поверхность Земли, вода превращается в водяной пар и поднимается вверх. Там воздух охлаждается и пар снова становится водой. В виде осадков он снова попадает на Землю, питая реки и Мировой океан.
Водяной пар регулирует тепло на поверхности нашей планеты, определяет какая установится температура в определённой местности, образуются ли облака, выпадет дождь и роса.
В данной статье мы подробно рассмотрим: уникальные свойства водяного пара, его давление, температуру и интересные факты.
Содержание
- Что такое водяной пар
- Какой цвет: белый или прозрачный
- Парциальное давление
- Формула для расчета. Закон парциальных давлений газов (Закон Дальтона)
- Температура
- Масса водяного пара
- Как образуется водяной пар
- Давление и плотность насыщенных паров воды при различных температурах
- Ответы на распространенные вопросы
- Какой воздух содержит больше всего водяного пара
- Можно ли увидеть водяной пар
- От чего зависит скорость испарения
- Заключение
Что такое водяной пар
Водяной пар – это вода в газообразном состоянии, которая сохраняет свои свойства, но приобретает также свойства газа. Его количество определяет важнейшую для состояния атмосферы характеристику – влажность воздуха. Это одно из агрегатных состояний воды.
Рассмотрим основные виды пара.
- Сухой насыщенный, не содержит капелек воды.
- Влажный насыщенный, состоит из мельчайших капелек воды.
- Перегретый (сухой ненасыщенный), образуется при дальнейшем нагреве влажного пара, выше температуры насыщения. Обладает более высокой температурой и более низкой плотностью.
Какой цвет: белый или прозрачный
Многие люди задаются вопросом: водяной пар белый или прозрачный? Можно его увидеть?
В повседневной жизни при кипении воды в чайнике мы часто видим белый дымок, который вырывается из носика. Некоторые люди считают его паром. На самом деле – это туман (результат конденсации водяного пара).
Настоящий пар невидим глазу, он прозрачный, безвкусный. Не имеет постоянной формы, запаха.
Основное содержание наблюдается в нижних слоях атмосферы (тропосфера). Пар может переходить в жидкое состояние. Данное явление мы часто наблюдаем в повседневной жизни, когда оконные стекла в комнате запотевают. Это значит, что водяной пар в тёплом воздухе комнаты коснулся холодного стекла, сгустился и превратился в мельчайшие капельки воды. Явление называют конденсацией.
В настоящий момент пар часто используют для бытовых нужд и производства. Среди наиболее известных устройств с его применением можно отнести:
- утюги;
- паровозы;
- пароходы;
- паровые котлы;
- с его помощью вращают турбины генераторов на электростанции, тушат пожары.
Парциальное давление
Атмосферный воздух состоит из водяного пара и смеси различных газов. Давление, которое производил бы только водяной пар, при исключении всех других элементов называют парциальным давлением (упругостью).
Формула для расчета. Закон парциальных давлений газов (Закон Дальтона)
Где p1, p2, p3+pn – парциальное давления, производимое каждым газом, входящим в состав смеси.
Значение выражается в мбар или мм. ртутного столба. Отвечает за влажность воздуха, атмосферное давление.
Нормальное атмосферное давление составляет 760 мм ртутного столба.
При снижении атмосферного давления повышается влажность воздуха, возможны осадки и повышение температуры воздуха.
Атмосферное давление важный показатель, который напрямую влияет на влажность воздуха, состояние людей (метеозависимых), температуру кипения.
Например, в горах при подъеме над поверхностью Земли, температура кипения воды падает, так как снижается атмосферное давление. На Эльбрусе, самой высокой вершине Европы (5642), вода закипит при 80,8 °С.
Температура
Чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара содержится в нем.
В 1 м 3 воздуха при температуре +20 °С может содержаться 17 грамм
При Температуре -20 °С – только 1 грамм.
Масса водяного пара
Массу можно определить из уравнения Менделеева-Клапейрона.
pV = (m/M . RT), где
р — давление насыщенного водяного пара;
V – его объём;
М — молярная масса пара;
R — газовая постоянная;
Т — температура пара.
Как образуется водяной пар
Образуется двумя способами, в результате испарения и кипения. Рассмотрим более подробно каждый из них.
- Испарение. Пар поступает в атмосферу, испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растений. В атмосфере конденсация водяного пара приводит к образованию облаков, тумана и осадков, а десублимация – снега;
- Кипение. Пар образуется по всему объему жидкости.
Испарение происходит при любой температуре, кипение — при одной, определенной для текущего давления. Когда процесс кипения начался, то, несмотря на продолжающийся подвод тепла, температура жидкости изменяется незначительно, пока вся жидкость не превратится в пар.
Давление и плотность насыщенных паров воды при различных температурах
Для наглядности предоставлена изображение с таблицей № 1.
Если имеется больше данных, расчеты можно сделать точно с помощью физических формул и измерений.
Ответы на распространенные вопросы
Какой воздух содержит больше всего водяного пара
Самое большое количество содержит воздух, который сформировался над Черным морем, так как температура в этих широтах намного выше
Можно ли увидеть водяной пар
Настоящий пар прозрачен и невидим.
От чего зависит скорость испарения
Скорость испарения зависит от рода жидкости. Быстрее испаряется та жидкость, молекулы которой притягиваются друг к другу с меньшей силой.
Если листок бумаги смочить в одном месте эфиром, а в другом водой, то мы заметим, что эфир испарится значительно быстрее, чем вода.
Заключение
Водяной пар невидим, не имеет вкуса, постоянной формы, цвета и запаха. На поверхности нашей планеты он выполняет важную функцию терморегуляции. От него зависит, какой будет климат, выпадет дождь и роса.
Пар непосредственный участник круговорота воды в природе. Он испаряется с поверхности океанов, рек, болот, почвы, растений и поступает в воздух, образовывая облака, тучи и лед. С помощью конденсации он снова превращается в воду.
Подготовлено специалистами www.vodasila.ru