Этим пользуются врачи, когда им нужно заморозить кожу больного, чтобы сделать ее нечувствительной к боли. Охлаждение при испарении можно также наблюдать в следующем опыте. Два стеклянных шарика Я и В соединены изогнутой стеклянной трубкой (криофор, рис. 491). В шариках находятся вода и ее пары, воздух удален. Шарик В помещают в охлаждающую смесь (смесь снега и соли). Тогда вода в шарике А замерзает. Причина этого такова. Охлаждение шарика В вызывает усиленную конденсацию в нем паров. Вследствие этого вода в шарике А испаряется и потому охлаждается. Температура падает настолько сильно, что вода в шарике А замерзает.
Охлаждение при испарении и выделение теплоты при конденсации паров играют исключительно важную роль в природе, обусловливая умеренность климата приморских стран. Отметим, что испарение пота с кожи человека и животных является способом, при помощи которого организм регулирует температуру тела. Во время жары кожа потеет и испарение пота охлаждает ее.
?296.1. Почему в резиновой одежде трудно переносить жару?
296.2. Почему при обмахивании веером легче переносить жару?
296.3. Имеются два одинаковых по форме и размерам стакана, один металлический, а другой фарфоровый. В стаканы наливают одинаковое количество воды и оставляют их надолго в комнате. Одинакова ли температура воды в стаканах?
§297. Изменение внутренней энергии при переходе вещества из жидкого состояния в парообразное. Мы выяснили, что испарение жидкости возможно только при наличии притока теплоты к испаряющейся жидкости. Почему это так?
Во-первых, при испарении увеличивается внутренняя энергия вещества. Внутренняя энергия насыщенного пара всегда больше внутренней энергии жидкости, из которой этот пар образовался. Увеличение внутренней энергии вещества при испарении без изменения температуры происходит в основном благодаря тому, что при переходе в пар среднее расстояние между молекулами увеличивается. При этом возрастает их взаимная потенциальная энергия, так как, для того чтобы раздвинуть молекулы на большие расстояния, нужно затратить работу на преодоление сил притяжения молекул друг к другу.
Кроме того, совершается работа против внешнего давления, ибо пар занимает больший объем, чем жидкость, из которой он образовался. Совершение работы при парообразовании становится особенно наглядным, если представить себе, что жидкость испаряется в цилиндре и что образующийся пар поднимает легкий поршень (рис, 492), производя при далее