Охолодження науки Випарне охолодження рідинами - Scientific American

Випарний науковий проект

випарне

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Зареєструватися "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Ключові поняття
Фізика
Випаровування
Теплопередача
Температура

Вступ
Ви коли-небудь замислювались, чому ми пітніємо, коли наше середовище жарке або коли ми робимо фізичні вправи? Потовиділення - це рятівна стратегія, яка охолоджує тіло і підтримує температуру. Без пітливості тіло не може регулювати свою температуру, що може призвести до перегріву або навіть теплового удару. Але чому потовиділення має охолоджуючий ефект? Відповідь - випарне охолодження. Перетворення рідини, наприклад поту, з рідкого стану в газ вимагає енергії. Ця енергія береться від нашого тіла, або поту, у вигляді тепла. Отриманий теплообмін призводить до бажаного охолоджуючого ефекту. У цій діяльності ви можете спостерігати цю потужність охолодження в дії - готову охолонути?

Передумови
Процес переведення рідини в газоподібний стан називається випаровуванням. Кожна рідина може перетворитися на газ, якщо до неї додається достатньо енергії у вигляді тепла. Енергія, необхідна для перетворення, відома як теплота випаровування. Скільки вам потрібно енергії, залежить від таких факторів, як тип рідини або температура навколишнього середовища. Якщо надворі вже дуже спекотно, вам знадобиться менше енергії для випаровування рідини; якщо дуже холодно, вам знадобиться більше.

Для того, щоб перетворитись на газ, молекули, що утримуються в рідині, повинні звільнитися, щоб потрапити в повітря. Це означає, що водневі зв’язки, що утримують молекули, повинні бути розірвані. Таким чином, молекули, здатні утворювати між собою багато водневих зв’язків, набагато важче перетворитись на газ і мають вищу теплоту випаровування. Це також впливає на температуру кипіння рідини. Молекули, які приваблюють одна одну, дуже сильно починають кипіти при більш високих температурах порівняно з тими, що мають слабкі привабливості. Нижча температура кипіння, як правило, означає, що рідина буде швидше випаровуватися. Наприклад, вода з одним киснем і двома атомами водню може утворювати два водневих зв’язку на молекулу. Його теплота випаровування становить 2260 джоулів на грам, або 541 калорій на грам, і він починає кипіти при 100 градусах Цельсія (212 градусів за Фаренгейтом).