Изменение  агрегатных  состояний  воды

Катя взяла из морозилки кубик льда и положила его на тарелку. Через некоторое время на тарелке осталась только лужица воды – лед растаял. А на следующее утро Катя увидела, что тарелка совершенно сухая. Вся вода испарилась.

Сначала лед, то есть вода в твердом состоянии, превратилась в жидкость, а затем вода в жидком состоянии перешла в газообразное состояние. Иными словами, изменилось агрегатное состояние воды.

  • В каких условиях изменяется агрегатное состояние воды?
  • Как измерить температуру таяния льда и температуру кипения воды?

Вода и лед

Агрегатное состояние воды – жидкое или твердое – зависит от ее температуры. Лужи и пруды замерзают зимой, когда темпе­ратура на улице падает ниже нуля градусов (0 °C). Но лепить снежную бабу и играть в снежки можно и тогда, когда температура на улице поднялась выше 0 °C, то есть началась оттепель: снежки хорошо лепятся из влажного снега, в котором содержится талая вода.

Вода замерзает, а лед тает при одной и той же температуре: температура таяния льда и температура замерзания воды составляет 0 °С.

Лед

Измерение температуры таяния льда

Для того чтобы измерить, при какой температуре тает лед, тебе понадобятся кубики льда, термометр и сосуд. Налей в сосуд немного холодной воды и положи в него кубики льда, а кончик термометра помести между кубиками. Как низко опустится столбик термометра? Начнет ли подниматься температура талой воды до того, как лед полностью растает?

Испарение воды

Испарение воды происходит при любой температуре окружающей среды: вода испаряется всегда. От температуры зависит лишь скорость ее испарения: чем температура выше, тем быстрее вода испаряется.

Быстрее всего это происходит, когда вода кипит. При нагревании вода испаряется в воздушные пузырьки, которые можно увидеть на дне и на стенках сосуда и которые при кипении поднимаются на поверхность воды и лопаются. Водяной пар, поднимающийся над сосудом, в котором кипит вода, соприкасается с прохладным воздухом, и часть его снова превращается в воду в виде мельчайших капелек. Именно эти капельки образуют «туман» над кипящей водой.

Облако «тумана» над сосудом с кипящей водой состоит из мельчайших капелек воды, находящейся в жидком состоянии. Поднимающийся над сосудом газообразный водяной пар мы не видим.

Выше температуры кипения 100 °C температура воды никогда не поднимается, как бы сильно ее ни нагревали. Вода кипит и испаряется до тех пор, пока полностью не испарится. Лед тоже испаряется. Это подтверждается тем, что постиранное и вывешенное зимой на улице белье тоже сохнет, несмотря на то что температура воздуха при этом ниже 0 °C. Вода в белье замерзает, но лед испаряется, и белье высыхает.

Вода в белье замерзает, но лед испаряется, и белье высыхает.

По сравнению с другими жидкостями вода испаряется медленно. Если провести по доске тряпкой, смоченной в воде, и тряпкой, смоченной в бензине или ацетоне, то след от бензина или ацетона исчезнет быстрее, чем след от воды. Значит бензин и ацетон испаряются быстрее. Скорость испарения какого-либо вещества характеризует такое его свойство, как летучесть. Летучесть воды меньше, чем летучесть бензина и ацетона.

Измерение температуры кипения воды

Для измерения температуры кипения воды используется изображенное на фотографии оборудование.

Обрати внимание, что температура кипящей воды не поднимается выше 100 °C, как бы долго и сильно ее ни нагревали.

Сжижение

Водяной пар может становиться жидкостью, то есть сжижаться. Сжижение называется также конденсацией. Так образуются туман и облака. Если ты подышишь на зеркало или на оконное стекло, оно станет влажным и затуманенным. В выдыхаемом воздухе много водяного пара, он конденсируется на более холодной поверхности стекла. Когда водяной пар конденсируется на траве, образуется роса. Наверное, все замечали, что летом по утрам и вечерам трава бывает мокрой, хотя дождя не было.

Водяной пар сконденсировался на паутине.

В холодную погоду водяной пар может превратиться в лед, минуя жидкое состояние. Тогда на ветвях деревьев образуется иней, а на оконных стеклах – ледяные узоры.

Морозные узоры на оконном стекле

Запомни!

  • Лед тает и вода замерзает при одинаковой температуре – 0 °C.
  • Вода закипает при температуре 100 °C.
  • Вода испаряется всегда, независимо от температуры окружающей среды. Лед и снег также испаряются.

Вопросы и задания

  1. При какой температуре тает лед и замерзает (отвердевает) вода?
  2. Назови температуру кипения воды.
  3. Опиши опыт, с помощью которого можно измерить температуру таяния льда и кипения воды.
  4. Приведи примеры ситуаций, в которых водяной пар конденсируется, то есть превращается обратно в воду.

                  Размышляй и исследуй

                  Проведи исследование, как происходит испарение. Налей в тарелку немного воды (например, суповую ложку) и запиши время начала и окончания опыта. Опыт будет завершен, когда вся вода из тарелки испарится (тарелка станет сухой). Посчитай, сколько времени длилось испарение воды.