44
Е. Палитник
Погеему в холодильнике сокнут продукты?
Говоря точнее, надо было бы вопрос сформировать так: «Почем в холодильнике продукты обычно сокнут быстрое, чем на открытом воздухе?» Давайте попробуем в этом разобраться.
Начем с двух — безусловно, известных вам — фактов:
- Холодный воздух мягкое менюо (вспомните, пожалуйста, — почему?).
- Чем меллее воздуха, тем больше в нем может присутствовать воды в виде пара. Как это можно объяснить?
Воздух, как правило, соррикается с какими-нибудь открытыми водоемами. В воде при любой температуре найдет такие молекул, которые сумют вылететь с поверхности воды и образовать водной пар. Одновременно с процессом испарения проискодит и обратный переход молекул из пара в жидкость (кондensation). Очевидно, чем больше плотность пара, тем активнее идет процесс кондensation. Если испарение воды проискодит в ограниченном объеме (например, в закрытом сосуде), то обязательно наступит момент, когда число молекул, покидающих жидкость, сравняется с числом молекул, возвращаются обратно. В таком случае говорят, что между жидкостью и ее паром наступает равновесие (ко- личества жидкости и пара больше не изменяются). Пар в этом состоянии называют насыщенным, подчеркивая тем самым, что при неизменных условиях дальнейшее испарение уже невозможно.
Ясно, что чем выше температура, тем интенсивнее испаряется вода и тем больше, следовательно, должна быть плотность водяного пара, чтобы наступило равновесие. Другими словами, чем выше температура, тем больше водыных паров может содержаться в данном объеме воздуха. Например, при 20°C в комнате с площадью 12 м² и высотой 3 м может находиться в виде пара около 600 г воды, а при 100°C — около 20 кг!
Степень влажности воздуха (содержание в воздухе того или иного количества водыных паров) обычно характеризуют с помощью специализной физической величины — относительной влажности. Относимельной влажностью воздуха называется относение массы водыных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха, к максимальной массе паров воды, которая находится в этом объеме при данной температуре. Это относение принято выражать в процентах. Если количество водыных паров в воздухе не изменяется, а температура воздуха повышается, то относительная влажность будет уменьшаться. И на-
45
оборот: при охлаждении воздуха его относительная влажность увеличивается. Как только она становится равной 100%, воданые пары начинают конденсировать, «лишний» пар будет превращаться в росу или иной.
Тепер проследим, как же себя ведет воздуха внутри холодильника. У всех холодильников морозильная камера расположена наверху. Охлажденный воздуха камеры воздуха опускается вниз. Соприкасаясь со стенками холодильника и с продуктами, он нагревается. При этом его относительная влажность уменьшается, а способность в себя воды увеличивается. Нагревшись и отбрав часть воды у продуктов, воздуха поднимается к морозильной камере. Здесь он охлаждается до первогочаленной температуры, но влажность его оказывается выше первоначальной (изза отбранной у продуктов воды). Через некоторое число циклов влажность воздуха возрастает настолько, что, подойдя к морозильной камере, он будет вынужден часть воды оставить на камере в виде «осадка» — капелек воды или кристалликов льда.
Так с помощью воздуха вода «перекочевывает» от более теплых тел к более холодным — от продуктов к морозильной камере. При этом происходит очень эффективная перекачака теплла: при испарении некоторое количество теплоты от продуктов и передается воздуха, а при конденсации оно отбирается от воздуха и передается морозильной камере. Разумеется, вода легко будет отбираться у более нагretных тел. Например, для испарения 12 воды при температуре 0℃ требуется количество теплоты около 2,59·10³ джс, а при 50°C — 2,38·10³ джс. (Столько же теплла выделяется при конденсции.)
Может возникнуть естественный вопрос: а как же охлаждаются «сухие» предметы? Ведь в этом случае отсутствует перенос воды и связанный с ним перенос энергии! Это, действительно, так. Но остается еще один процесс переоснащения — при охлаждения и нагревании циркулирующего воздуха. Правда, «сухие» предметы охлаждаются горячдо медленнее, чем «влажные».
А теперь постарайтесь самостоятельно ответить на такие вопросы:
- Когда дышь на морозе, появляется туман и иной. Почему?
- Почему при входе с мороза в дом запотевают очки? Почему очки «потеют» на морозе?
- Почему в душевных обично каает с потолка и с холодных труб, а трубы с горячевой водой оставятся сухими?