Тепловые Явления — Задание 19 ОГЭ по физике №00040393

Что дано

Жаркий день, две одинаковые стеклянные бутылки с одинаково холодной колодезной водой. Одна завёрнута в сухое полотенце, другая — в мокрое. Всё остальное одинаково.

Идея

Вода в бутылках холоднее воздуха, значит тепло идёт снаружи внутрь, и обе бутылки постепенно нагреваются. Но у мокрого полотенца есть дополнительный процесс, работающий против нагрева, — испарение.

Испарение — это переход жидкости в пар с её свободной поверхности. Улетают самые быстрые молекулы: только у них хватает энергии вырваться из притяжения соседей. Раз уходят самые быстрые, средняя скорость движения оставшихся молекул падает — а значит падает и температура жидкости. Проще говоря, испарение всегда охлаждает то, с чего испаряется: недостающую энергию вода забирает у полотенца, а через него — у бутылки и воды внутри.

Сравниваем бутылки

• Сухое полотенце. Испарять нечего. Ткань лишь немного тормозит приток тепла, но никакого охлаждения не создаёт — вода спокойно прогревается до температуры воздуха.
• Мокрое полотенце. Вода с ткани испаряется всё время, и тем интенсивнее, чем жарче и суше воздух. Каждая улетевшая порция пара уносит энергию, отнятую у бутылки. Тепло от жаркого воздуха приходит — и тут же частично тратится на испарение, вместо того чтобы греть воду.

Вывод

Вода быстрее нагреется в бутылке, завёрнутой в сухое полотенце; мокрое полотенце работает как простейший холодильник и сохраняет воду прохладной дольше. Именно поэтому в жару фляги и бутылки оборачивают мокрой тканью и стараются держать на ветерке — движущийся воздух ускоряет испарение и усиливает охлаждение.