Одно из чудес природы – утро, которое начинается еще до восхода Солнца. Освещенное вспышками-молниями, оно сверкает бриллиантовыми гранями капелек росы. Но как рождается роса? Вероятно, ответ на этот вопрос следует искать в закономерностях превращения газа в жидкость – конденсации.

Особенности молекулярного строения газов и жидкостей

Если представить себе строение газов и жидкостей, то перед нами возникнет такая картина. Молекулы (или атомы газа – в нашем конкретном случае это воздух) стремительно, словно бегуны-спринтеры, мчатся в заполненном газом пространстве. Расстояния между ними превышают  их собственные размеры. Постоянно сталкиваясь друг с другом, они все время меняют направление движения.

Молекула жидкости ведет себя иначе. Зажатая между другими, она осуществляет «бег на месте», то есть колеблется относительно положения равновесия. Только время от времени молекула делает прыжок, прорывая «клетку», но тут же попадает в новую, образованную соседями. Время оседлой жизни длится около десятимиллионной частицы секунды.

Механизм превращения жидкости в газ

Таким образом, чтобы превратить газ в жидкость, надо приблизить молекулы друг к другу и замедлить их движение, то есть сжать газ и снизить его температуру. Тогда молекулы уже не смогут двигаться независимо друг от друга – в игру вступают силы межмолекулярного притяжения.

Конденсация жидкости – процесс, обратный испарению. Во время нагревания энергия теплового движения молекул возрастает, они начинают чаще перескакивать из одной «клетки» в другую. Наконец, силы межмолекулярного притяжения уже не могут удерживать молекулу, и жидкость прекращает существование – испаряется. Образуется газ.

Насыщенный пар

В процессе испарения воды большую роль играет воздух. Сам по себе он не мешает жидкости испаряться: ее молекулы переходят в ближайший слой воздуха. Количество этих молекул быстро растет, и некоторые из них начинают возвращаться назад в жидкость. Увеличилась температура – увеличилось это количество, снизилась – и молекул воды (пара) становится меньше. Состояние равновесия жидкости и пара называется насыщенным паром.

Количество водяного пара, необходимое для насыщения определенного пространства, не всегда одинаковое.  Кубометр воздуха при температуре минус тридцать градусов по Цельсию содержит всего один грамм водяного пара, а при нулевой температуре – пять граммов. Самочувствие людей сильно зависит от того. Много или мало водяного пара в воздухе. Поэтому в ежедневных сводках погоды  всегда сообщают об относительной влажности воздуха.

Фазовый переход

Перед рассветом поверхность земли и прилегающий к ней слой охлаждается, и относительная влажность в приземном слое начинает быстро расти. Температура, при которой водяной пар, который есть в воздухе, начинает насыщать пространство, называется точкой росы. При дальнейшем охлаждении происходит перенасыщение водяного пара, и его избыток превращается в воду. Фазовый переход – так называется процесс превращения вещества из одного состояния в другое. На тоненьких стебельках травы, по краям широких листьев и образуются водяные бусинки. Сначала невидимые, они постепенно увеличиваются, формируя капли росы…

Лучи Солнца освещают их и, отбиваясь, вспыхивают всеми цветами радуги. И вот фотокамера увековечила этот неповторимый момент.

rel=”nofollow”
Счетчик тИЦ и PR