ГДЗ по физике, 8 класс, Перышкин, номер 17.5: Удельная теплота плавления

План решения:

• Рассмотрим процесс испарения воды с поверхности мокрой ткани.
• Объясним роль движения воздуха (вентилятора) в этом процессе.
• Проанализируем ситуацию при относительной влажности 100%.

Вычисление и объяснение механизма высыхания:

Испарение — это переход молекул жидкости в газообразное состояние. С поверхности мокрой рубашки постоянно вылетают быстрые молекулы воды. Если воздух неподвижен, над тканью образуется слой насыщенного водяного пара. В этом слое концентрация молекул пара высока, поэтому многие из них возвращаются обратно в жидкость (процесс конденсации). Чистый поток молекул наружу уменьшается, и высыхание замедляется.

Вентилятор создает поток воздуха, который уносит насыщенный пар от поверхности рубашки и заменяет его более сухим воздухом из помещения. Это снижает концентрацию молекул пара непосредственно над тканью. Поскольку вероятность возвращения молекул в жидкость падает, а скорость вылета остается прежней (зависит от температуры), чистая интенсивность испарения возрастает. Поэтому рубашка сохнет быстрее.

Анализ случая с влажностью 100%:

Относительная влажность 100% означает, что воздух уже насыщен водяными парами до предела при данной температуре. Количество молекул, вылетающих из воды, равно количеству молекул, возвращающихся в неё (динамическое равновесие).

Если вентилятор гоняет воздух, который сам по себе имеет влажность 100%, он не может забрать лишнюю влагу с рубашки. Поток воздуха лишь перемещает насыщенный пар, но не снижает его плотность относительно равновесного состояния. Испарение прекращается или становится крайне медленным (если температура воздуха выше температуры воды, но в стандартной школьной задаче предполагается равенство температур). Таким образом, вентилятор не поможет сушить бельё, если окружающий воздух полностью насыщен влагой.