Очень часто люди задаются вопросом: чем объяснить отличие плотности водяного пара от плотности воды? Вопрос этот очень сложен для людей, которые не могут представить себе, что плотность не равна между собой у веществ различном состоянии. Удивительно, но это так. Поэтому давайте возьмемся за ликбез в этой области.
Как объяснить странный процесс изменения плотности?
Итак, начнем с того, что вспомним задачки по физике. Там часто говорили: при нормальных условиях. Так вот, нормальные условия во многом задают особенности не только решения задач, но еще и разбора реальных ситуаций. Так что логично предположить, что от условий зависит и многое другое. Например, плотность веществ зависит от общего атмосферного давления. Чем оно ниже, тем меньше плотность любого вещества.
Возвращаясь к пару и воде, можно отметить, что плотность не равна плотности воды как минимум по одной важной причине. И атмосферные условия имеют лишь малое влияние на разницу в плотности. Главное – молекулярные связи. В твердом теле молекулы выстраиваются в решетку, поэтому оно становится твердым. При более мягком состоянии молекулы вещества формируют нечто неописуемое, хаотичное, но все еще находятся в довольно тесных связях. А вот когда дело доходит до жидкости при температуре кипения, то тут происходит самое интересное. Ведь разрыв связей между молекулами требует больших затрат энергии, верно? Именно при этих условиях вода испаряется.
Проведем опыт
Поставив чайник объемом в один литр на огонь, нам достаточно подождать около 10-12 минут, чтобы он закипел. А чтобы он выкипел полностью – в разы дольше. Так вот, за этот дополнительный период воде передается столько тепла, что молекулы, получив запас энергии, используют его, чтобы оторваться. Расстояние между ними увеличивается многократно, поэтому для того, чтобы из воздуха собрать стакан воды, надо не только максимально насытить его влагой, но еще и отмерять несколько кубометров воздуха.
Конечно, это понятно лишь тем, кто знает физику. Ну, а для тех, кто не представляет себе процесс отделения молекулы воды от общего ее объема, можно вообразить, что молекула – мяч, а энергия, которая переходит к нему, это бита, которая ударяет данный мяч. Итог представить себе намного легче, чем абстрактные молекулы. Однако именно так и происходит данный процесс, который является объяснением разницы между плотностью воды и пар в более, чем 65 раз.
