150. Кипение под крышкой
Вода с поверхности испаряется, причем это происходит тем интенсивнее, чем выше температура воды. Объяснить это просто: испарение – это «убегание» молекул воды, которые оказались близко к поверхности и при столкновении с другими молекулами получили достаточно энергии, чтобы разорвать межмолекулярные связи. Поскольку «убегают» самые быстрые молекулы, испарение мешает жидкости нагреваться (или, немного другими словами, часть тепловой энергии, которую плита передает воде, тратится не на нагрев основной массы воды, а на снабжение испаряющихся молекул энергией, достаточной для «убегания»). С ростом температуры воды быстрых молекул становится больше, так что испарение ускоряется.
Закрыв кастрюлю крышкой, мы препятствуем испарению и тем самым ускоряем нагрев. Каждая хозяйка знает, что под крышкой вода закипает быстрее.
151. Прачечные тонкости
Высыхание – это испарение воды. Количество водяного пара, которое может содержать один кубический метр воздуха, ограничено. Если по каким-то причинам количество пара в воздухе оказывается выше этого предела, избыток конденсируется и превращается в воду. Предельное количество «помещающейся» в воздухе в виде пара воды зависит от температуры: чем выше температура, тем больше предел. Относительная влажность воздуха – это характеристика, которая показывает, насколько близко мы находимся к предельному количеству воды в воздухе при данной температуре. Чем ниже относительная влажность, тем охотнее испаряется вода. При стопроцентной относительной влажности испарение прекращается. Это не значит, что быстрые молекулы воды перестают уходить с водной поверхности в воздух, – нет, это по-прежнему происходит, однако из воздуха на поверхность оседает в среднем такое же количество молекул воды, и эти два процесса – испарение и конденсация – полностью компенсируют друг друга.
В закрытом помещении испаряющаяся с мокрого белья вода насыщает воздух водяными парами – и процесс испарения замедляется. На открытом пространстве насыщения воздуха парами воды не происходит. Разумеется, если на улице такая погода, что относительная влажность воздуха достигла 100 %, белье перестанет сохнуть и там.
152. Еще о прачечных тонкостях
В задаче 151 мы подробно говорили о том, что скорость высыхания зависит от того, насколько концентрация водяных паров в воздухе близка к максимальной. В дождливую погоду относительная влажность воздуха высока – в том числе и в помещениях, так что испарение воды замедляется, а значит, и белье начинает сохнуть медленнее.